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科学网—天文爱好者观测到天鹅座8级亮度新星爆
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www.337.net,银河系中超过半数的恒星都是双星,但由于两颗恒星质量不同,它们所处的演化阶段也会不同。质量更大的恒星会更快步入晚年,膨胀成一颗体态臃肿的红巨星。科学家早就在理论上推测,如果两颗恒星靠得足够近的话,红巨星外层的气体会流向另一颗质量更小但仍处在壮年的恒星,这些物质甚至会把后者“吞没”,导致一段时期之内,两颗恒星处在同一个气体包层之中。

日本的业余天文爱好者是在今年的3月11日观测到V407 Cyg的,并发现这颗新星比以前的亮度提高了100倍。特别是3月13日提供的光谱与以前所收集的光谱有极大的不同,Mira星的吸收光谱完全被爆发的白矮星的蓝色连续光谱覆盖。光谱的特征揭示了V407 Cyg两种不同类型的活动,即相对缓慢的Mira星的离子风以及类似新星爆发的喷出物。

“我们很想知道这种共包层事件从外面看会是什么样子,”这项研究的第一作者、加拿大阿尔伯达大学的理论天体物理学家Natalia Ivanova在接受果壳网采访时说,“就在不久以前,我们意识到还从来没有人研究过这个课题。”结果让她大吃一惊,因为原先她也没有想到,能把这一过程跟天文学家已经观测到的一类恒星级爆发事件扯上关系。

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他们的模拟表明,这种爆发的能量、颜色、时间尺度、抛射物速度,以及它们发生的概率,都与麒麟座V838这类亮红新星的性质相吻合。用Ivanova的话说,这算得上是“一份意料之外的礼物”。因此,这项研究可谓一箭双雕——既为一直存在于理论之中双星共包层事件找到了直接的观测记录,也为一类神秘的恒星级爆发现象找到了理论解释。

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但是,这种被称为“共包层事件”的阶段持续不了太久。在同一个气体包层内部,两颗恒星相互绕转时受到气体的阻碍,彼此的距离会越靠越近,绕转的速度也越来越快,由此损失的能量会加热气体,最终把超热的包层高速抛散出去。天文学家相信,这个过程会在几天或几百年内完成——不论是哪一个时间尺度,从天文学标准上讲,这都只能算是转瞬之间。因此,这类事件极为罕见。

天文爱好者观测到天鹅座8级亮度新星爆发

Ivanova及其合作者、中国科学院国家天文台的Stephen Justham等人建立了计算机模型,对共包层事件涉及到的物理过程进行了模拟。她向果壳网解释说,“在共有包层膨胀的过程中,包层中炽热的等离子体会随之冷却。当它冷却到某个特定温度时,就会发生质变:电离态的等离子体开始复合成中性气体。这个过程会伴随着巨大的能量释放。我们看到的爆发,就来自于这种复合过程释放的能量。”

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然而近些年来,科学家已经发现了另外一类恒星级别的爆发,它们比新星更明亮,却没有超新星那么耀眼。天文学家把这些神秘的恒星级爆发事件称为中等亮度红色暂现事件(ILRT)。比如,2002年初在麒麟座中爆发的V838,就是ILRT的典型代表之一 ——确切地说,麒麟座V838属于ILRT中一个名为“亮红新星”的小类别。

共生变星是一个复杂的系统,会像新星一样爆发。由于双星的运动,系统会有周期性的变化。受环绕红巨星的尘埃的影响,红巨星可能会变得模糊;同时,由于受恒星斑的影响,光线的散射也可能会发生变化;白矮星从红巨星处不断获得新物质并以一定速率将其加热,使得这些物质不断发光;新获得的物质也可能会形成吸积盘,围绕在白矮星周围。但是,白矮星吸收的物质会引起颤动以及周期性震荡。如果白矮星吸收质量过程加速,或者形成的吸积盘质量达到一个不稳定点,吸积盘就会崩溃并从白矮星上散落,共生变星系统就会像新星一样爆发。

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