新星之谜!人类第一次揭开了新星爆炸的神秘面纱。
这是人类历史上第一次。
爆炸发生在一个封闭的双星系统中。其中一颗恒星已经完成了红巨星的旅程,留下了一颗残余的白矮星。当它的伴星移动到近点时,白矮星的巨大引力会从恒星上剥离大量物质,其中大部分是氢。
这种氢在白矮星表面积累,形成稀薄的大气。白矮星的辐射热使这层氢升温,最终气体达到压力阈值,从而引发氢核聚变。不要小看这层氢。在这样的条件下,它会发生爆炸式的剧烈聚变反应。
伴随聚变的,是耀眼的光芒和迅速逃逸的白矮星的氢层。过去,由于这种类似创世的星光,天文学家一度认为这些斑点意味着新恒星的诞生。所以一直用“新星”这个名字。
现在这些类型的新星被称为“经典”新星。(当白矮星重复这一过程时,它被称为“循环新星”)
在宇宙中,这是一个高能事件。它会产生大量的伽马射线、X射线和可见光。因此,在新星爆发期间,一些原本只能通过望远镜才能看到的恒星,可以用肉眼看到。
所有这些在天文学和天体物理学中被广泛接受。但是大部分都是理论上的。
使用BRITE星座卫星的天文学家有幸从头到尾观察了整个过程,并证实了这一理论。
BRITE是一个纳米卫星星座,旨在“研究天空中最亮恒星的恒星结构和演化及其与当地环境的相互作用”。
它们工作在近地轨道,可以观测到的天空部分几乎没有限制。对新星的这一观察纯属巧合。
这个卫星系统花了几周时间观察karina星座的18恒星。这一天,一颗新星出现了。英国运营经理雷纳·库什纳在日常检查中发现了一颗新星。
对新星的这一观察纯属巧合。这个卫星系统花了几周时间观察karina星座的18恒星。这一天,一颗新星出现了。英国观察家雷纳·库什纳在日常观察中发现的。
“一个明星突然出现在我们的电影上,在以前的记录中没有相关的结果,”他在新闻稿中写道。“在我多年的工作中,我从未见过这样的事!
来自维也纳大学天体物理系的Werner Weiss在新闻发布会上强调了这一观测的重要性。
“但是是什么导致了先前不起眼的恒星爆炸呢?这个问题至今没有得到圆满解决,”他说。
karina nova V906的爆炸为研究人员提供了一个答案,也证实了nova爆炸背后的一些理论概念。
最早观测到船底座V906的是超新星全天空自动测量仪。幸运的是,它出现在BRITE观测了几个星期的一个星域中,因此BRITE记录了许多新星数据。
“能通过卫星观测到超新星爆发的全过程,太棒了!”德国Tugstat-1项目经理奥托·考德尔卡(Otto Koudelka)说。
V906船底座距离地球大约13000光年,所以这次爆炸早已成为历史遗迹。“毕竟这颗新恒星离我们太远了,星光到达地球大约需要13000年,”韦斯解释道。
BRITE团队在一篇新论文中展示了他们的发现。论文题目是《新星的冲击波是驱动光发射的直接证据》,发表在《自然天文学》杂志上。第一作者是密歇根州立大学的Elias Eddy。
因斯布鲁克大学天体物理和粒子物理研究所英国科学团队负责人康斯坦茨·兹温茨(Konstanz Zwentz)解释说:“这次观测表明,我们可以以前所未有的精度记录超新星爆炸。”
兹温马上意识到:“我们现在得到的是世界上独一无二的观测材料”。
像V906 karina这样的新星爆炸,其实是白矮星表面的热核爆炸。长期以来,天体物理学家认为新星的光是由爆炸后持续的地表核反应提供动力的。但来自BRITE的数据显示,这似乎不是唯一的答案。
在这篇新论文中,作者指出新星坍缩时产生的冲击波比预期的更重要。作者说,“新星喷流产生的冲击波可能决定新星的亮度。”
作者认为这些冲击波也可能影响其他事件,如超新星爆发、恒星融合和破坏性潮汐事件。但是缺乏直接观察的证据。
“通过对2018年新恒星船底座v 906(ASASSN-18fv)的天基光学和γ射线的同步观测,我们认为这两个波段的峰值位置明显相关。”
因为这些峰值同时出现,意味着冲击波可能是新星光的能量来源。
“在高峰期,新星的亮度几乎翻倍,这意味着大部分亮度是由冲击波驱动的。因此,新星的光不是来自表面的核反应,而是由爆炸时产生的冲击波驱动的。
“我们收集的光谱范围从红外线到伽马射线,这无疑证明了冲击波是新星爆炸和其他光学瞬态期间亮度变化的驱动源。
从更广泛的意义上说,我们已经证明了冲击波在新星爆炸这样的事件中起着重要的作用。但在以前,这种认识很大程度上是基于亮度和时间的推测。这项研究是对这种冲击波的第一次直接观察,未来人们很可能会继续观察,直到可以确定冲击波的作用。
在论文的结论中,作者写道:“我们对Nova V906的观测结果清楚地表明,在爆炸瞬态中,大量吸收的能量冲击波可以产生大量可见光和其他波长的光。”
“通过现代技术的全天候观测,如ASAS-SN(自动超新星爆发调查系统)、兹维基瞬变设施(ZTF)和维拉·c·鲁宾天文台,我们将发现比以前更多更亮的瞬变。通过研究我们银河系后院的新恒星,我们可以找到驱动这些遥远而奇怪的天文事件的物理原理。
作者:埃文·高夫,今日宇宙
财政年度:2.7万英镑
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