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新星之謎!人類第壹次揭開了新星爆炸的神秘面紗。

新星爆炸是雙星系統生命中最輝煌的階段。這壹過程通常可持續數周甚至數月,並伴有耀眼的光芒。雖然它們並不罕見——銀河系每年大約有10次新星爆炸——但這是天文學家首次完整觀測到它們。

這是人類歷史上第壹次。

爆炸發生在壹個封閉的雙星系統中。其中壹顆恒星已經完成了紅巨星的旅程,留下了壹顆殘余的白矮星。當它的伴星移動到近點時,白矮星的巨大引力會從恒星上剝離大量物質,其中大部分是氫。

這種氫在白矮星表面積累,形成稀薄的大氣。白矮星的輻射熱使這層氫升溫,最終氣體達到壓力閾值,從而引發氫核聚變。不要小看這層氫。在這樣的條件下,它會發生爆炸式的劇烈聚變反應。

伴隨聚變的,是耀眼的光芒和迅速逃逸的白矮星的氫層。過去,由於這種類似創世的星光,天文學家壹度認為這些斑點意味著新恒星的誕生。所以壹直用“新星”這個名字。

現在這些類型的新星被稱為“經典”新星。(當白矮星重復這壹過程時,它被稱為“循環新星”)

在宇宙中,這是壹個高能事件。它會產生大量的伽馬射線、X射線和可見光。因此,在新星爆發期間,壹些原本只能通過望遠鏡才能看到的恒星,可以用肉眼看到。

所有這些在天文學和天體物理學中被廣泛接受。但是大部分都是理論上的。

使用BRITE星座衛星的天文學家有幸從頭到尾觀察了整個過程,並證實了這壹理論。

BRITE是壹個納米衛星星座,旨在“研究天空中最亮恒星的恒星結構和演化及其與當地環境的相互作用”。

它們工作在近地軌道,可以觀測到的天空部分幾乎沒有限制。對新星的這壹觀察純屬巧合。

這個衛星系統花了幾周時間觀察karina星座的18恒星。這壹天,壹顆新星出現了。英國運營經理雷納·庫什納在日常檢查中發現了壹顆新星。

對新星的這壹觀察純屬巧合。這個衛星系統花了幾周時間觀察karina星座的18恒星。這壹天,壹顆新星出現了。英國觀察家雷納·庫什納在日常觀察中發現的。

“壹個明星突然出現在我們的電影上,在以前的記錄中沒有相關的結果,”他在新聞稿中寫道。“在我多年的工作中,我從未見過這樣的事!

來自維也納大學天體物理系的Werner Weiss在新聞發布會上強調了這壹觀測的重要性。

“但是是什麽導致了先前不起眼的恒星爆炸呢?這個問題至今沒有得到圓滿解決,”他說。

karina nova V906的爆炸為研究人員提供了壹個答案,也證實了nova爆炸背後的壹些理論概念。

最早觀測到船底座V906的是超新星全天空自動測量儀。幸運的是,它出現在BRITE觀測了幾個星期的壹個星域中,因此BRITE記錄了許多新星數據。

“能通過衛星觀測到超新星爆發的全過程,太棒了!”德國Tugstat-1項目經理奧托·考德爾卡(Otto Koudelka)說。

V906船底座距離地球大約13000光年,所以這次爆炸早已成為歷史遺跡。“畢竟這顆新恒星離我們太遠了,星光到達地球大約需要13000年,”韋斯解釋道。

BRITE團隊在壹篇新論文中展示了他們的發現。論文題目是《新星的沖擊波是驅動光發射的直接證據》,發表在《自然天文學》雜誌上。第壹作者是密歇根州立大學的Elias Eddy。

因斯布魯克大學天體物理和粒子物理研究所英國科學團隊負責人康斯坦茨·茲溫茨(Konstanz Zwentz)解釋說:“這次觀測表明,我們可以以前所未有的精度記錄超新星爆炸。”

茲溫馬上意識到:“我們現在得到的是世界上獨壹無二的觀測材料”。

像V906 karina這樣的新星爆炸,其實是白矮星表面的熱核爆炸。長期以來,天體物理學家認為新星的光是由爆炸後持續的地表核反應提供動力的。但來自BRITE的數據顯示,這似乎不是唯壹的答案。

在這篇新論文中,作者指出新星坍縮時產生的沖擊波比預期的更重要。作者說,“新星噴流產生的沖擊波可能決定新星的亮度。”

作者認為這些沖擊波也可能影響其他事件,如超新星爆發、恒星融合和破壞性潮汐事件。但是缺乏直接觀察的證據。

“通過對2018年新恒星船底座v 906(ASASSN-18fv)的天基光學和γ射線的同步觀測,我們認為這兩個波段的峰值位置明顯相關。”

因為這些峰值同時出現,意味著沖擊波可能是新星光的能量來源。

“在高峰期,新星的亮度幾乎翻倍,這意味著大部分亮度是由沖擊波驅動的。因此,新星的光不是來自表面的核反應,而是由爆炸時產生的沖擊波驅動的。

“我們收集的光譜範圍從紅外線到伽馬射線,這無疑證明了沖擊波是新星爆炸和其他光學瞬態期間亮度變化的驅動源。

從更廣泛的意義上說,我們已經證明了沖擊波在新星爆炸這樣的事件中起著重要的作用。但在以前,這種認識很大程度上是基於亮度和時間的推測。這項研究是對這種沖擊波的第壹次直接觀察,未來人們很可能會繼續觀察,直到可以確定沖擊波的作用。

在論文的結論中,作者寫道:“我們對Nova V906的觀測結果清楚地表明,在爆炸瞬態中,大量吸收的能量沖擊波可以產生大量可見光和其他波長的光。”

“通過現代技術的全天候觀測,如ASAS-SN(自動超新星爆發調查系統)、茲維基瞬變設施(ZTF)和維拉·c·魯賓天文臺,我們將發現比以前更多更亮的瞬變。通過研究我們銀河系後院的新恒星,我們可以找到驅動這些遙遠而奇怪的天文事件的物理原理。

作者:埃文·高夫,今日宇宙

財政年度:2.7萬英鎊

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