作者:肯·克罗斯韦尔
天文学家首次观测到两颗恒星螺旋式舞蹈并合并成一颗恒星。 在2001年至2008年间进行的观测表明,这为罕见的“红新星”如何形成这一棘手问题提供了解决方案。
大多数新星是蓝色的,发生在白矮星上的物质爆炸时。 但是,是什么原因导致了红新星仍然是一个谜。
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最著名的红新星于2002年1月在银河系盘的边缘被发现。 它被命名为V838麒麟座,比普通新星更明亮——在峰值亮度时,它曾短暂地与银河系中最强大的恒星相媲美。
2008年9月,红新星V1309天蝎座出现在银河系中。 幸运的是,它位于光学引力透镜实验(OGLE)正在观测的天空区域,这是一个由波兰运营的项目,使用来自智利拉斯坎帕纳斯天文台望远镜的数据来搜索暗物质和行星的迹象。 因此,该团队无意中捕捉到了引发红新星的过程。
“这些资料太棒了,”波兰托伦尼古拉斯·哥白尼天文中心的的天文学家罗穆尔德·泰伦达说。“我从没想过在爆发前会看到如此多的观测数据。” 从2001年到2008年,OGLE团队对新星爆发前的恒星进行了惊人的1340次观测。 在提交给《天文学和天体物理学》的一篇论文中,泰伦达和他的同事表示,红新星是由一个被称为密近双星的双星系统合并而产生的。
发光的花生
密近双星由两颗彼此环绕的恒星组成,它们靠得如此之近以至于相互接触。 如果从一颗轨道行星上观察,这些粘在一起的太阳将类似于一个发光的花生状物体。 尽管它们看起来很奇特,但密近双星很常见:最近的一颗,名为牧夫座44 B,距离地球仅41光年(13秒差距)。
由于它们靠得如此之近,这两颗恒星不断地相互掩食,导致我们看到的亮度发生变化。 这使得泰伦达和他的团队能够推断出V1309天蝎座的性质,它距离地球大约10,000光年(3,000秒差距)。
在爆炸之前,这两颗恒星每1.4天相互环绕一次。 随着它们螺旋式地靠近,这个周期缩短,直到恒星合并并爆炸,使其亮度提高了10,000倍。 泰伦达和他的同事估计,较大的恒星质量与太阳质量大致相同。 目前的观测表明,该系统现在是单星。
“这确实是一个非常令人兴奋的发现,”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家霍华德·邦德说,他不是发现团队的成员。“这显然是我们以前从未见过的。” 然而,邦德警告说,相同的过程可能无法解释其他红新星。
泰伦达不同意:“我认为几乎所有的红新星都是合并造成的。” 特别是,他认为最著名的红新星V838麒麟座是由这样的合并造成的。 那次爆炸比V1309天蝎座更强大,表明质量更大。
关于密近双星合并的第一个观测迹象出现在1981年,当时美国天文学家伯纳德·博普和罗伯特·斯坦塞尔说,一颗名为FK后发座的快速旋转巨星是一颗以前的密近双星,它已经合并并成为单星。 这颗恒星和另外两颗快速旋转的巨星之所以突出,是因为大多数巨星旋转缓慢。 但是,当密近双星合并时,轨道恒星的角动量会加速单颗合并后的恒星的旋转。
加州理工学院帕萨迪纳分校的天文学家什里尼瓦斯·库尔卡尼将泰伦达及其同事的发现描述为“惊人的”。 库尔卡尼指出,解释红新星的理论比所有已知的红新星还要多。“它们长期以来一直如此神秘。这项发现是向前迈出的巨大一步。”