天体物理学家发现了微新星现象
majer @ 2022.04.21 , 11:02 下午新发现的恒星爆炸类型可以帮助我们更好地了解死星上的热核爆发。
这种新现象被称为微新星,它们发生在白矮星的表面,当白矮星积极地从紧密的双星伴星中吸取物质时。物质流向白矮星上导致了局部热核爆炸,这就是所谓的微新星。
天文学家说,微新星爆炸在数小时内燃烧了数十到数百万亿公斤的恒星物质。
据研究人员称,如果抽象数字很难想象,那个质量大约就是月球的千分之一。
“我们首次发现并确定了微新星现象。”英国杜伦大学的天体物理学家 Simone Scaringi 说。“这一现象挑战了现有的恒星热核爆炸机制。我们认为现有机制是比较完备的,但这一发现提出了一种全新的实现方式。”
白矮星是所谓的“死”星——主序星耗尽燃料并喷出其外部物质后剩余的坍缩核心。此类死恒星概念,随质量不同,还包含中子星和黑洞。
塌陷的核心非常致密。白矮星的质量是太阳质量的 1.4 倍,却包裹在地球大小的球体中。有许多白矮星存在于双星系统中。
在一些罕见的情况下——在银河系中已经确定了大约 10 个——双星系统足够接近,以至于白矮星可以从伴星上抽吸物质,从而产生了所谓的回归新星。
当两颗恒星围绕彼此旋转时,物质——主要是氢——被更小、更密集、更大质量的白矮星从伴星中吸走。氢聚集在白矮星的表面。
周期性地,热氢的质量越来越大,以至于层底部的压力和温度足以引发热核爆炸,将多余的物质猛烈地排入太空。这一现象就是新星。
Scaringi 和他的团队发现,微新星就像新星的缩小版。
研究人员首先在 TESS 系外行星搜寻望远镜的数据中发现了一颗发射微新星的白矮星。 TESS 经过优化,可以在具有轨道系外行星的恒星中发现非常小的亮度变化;从恒星前面经过的系外行星会导致前景轻微变暗。
这促使人们在其他白矮星中寻找类似事件。他们总共发现了三次爆发——其中第三次在后续观察后导致发现了一颗以前未知的白矮星。
但是这些闪光太小了,不可能是新星爆发,该团队着手寻找可以解释观察结果的天文图景。他们发现最可能的解释是微新星。
当具有强大磁场的白矮星处于近双星系统中时,它可以从其伴星身上吸取物质。磁场将这种物质引导到白矮星的两极,在那里积累最终导致爆发,类似于(但规模更小)典型的白矮星新星。
“我们现在第一次看到氢聚变也可以以局部方式发生,”荷兰拉德布德大学的天文学家Paul Groot 说,“氢聚集在一些白矮星的磁极底部,因此聚变只发生在磁极处。这导致微型聚变炸弹爆炸,其强度约为新星的百万分之一爆炸,因此得名微新星。”
这一发现可以解开一个长达数十年的谜团。在过去 40 年左右的时间里,观察到双星系统 TV Columbae 中的其中一颗白矮星表现出类似的闪光。多年来,在其他高度磁化的白矮星上也报告了类似的爆发。微新星理论终于可以给出圆满解释。
这一发现表明新星可能相当普遍,但天文学家将需要收集更多的观测数据。
该研究已发表在《自然》杂志上。
https://www.sciencealert.com/we-ve-just-found-a-brand-new-type-of-star-explosion-the-micronova
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