发现:一颗最后一次让天文学家惊叹的恒星,出现在 1437 年

这是一个爆炸性的侦探故事。

1437年3月11日黎明前的几个小时,天蝎座从韩国首尔附近的地平线上升起。负责扫描天空并记录夜间变化的が天文学家们——极光、彗星、流星等等——注意到他们称之为“龙尾”的星群,也就是夜空中的一个月宿,有些异常。

那里有一颗他们以前从未见过的星星

这颗明亮的星星在天空中持续了14个夜晚才消失,它的位置一直被研究人员 diligently 记录着。

如今,580年后,天文学家们又找到了它。

在今天发表于《自然》杂志的一篇论文中,美国自然历史博物馆的Mike Shara及其同事描述了他们如何追踪到一颗半个多世纪前表面发生爆炸的恒星。

韩国天文学家在1437年看到的是一颗经典新星。与更著名的超新星不同,经典新星并非一种破坏性过程。超新星是大规模的恒星毁灭性爆炸。而新星则发生在双星系统中,其中白矮星和红矮星像两个角斗士一样相互绕行。

白矮星——一种大小与我们的地球相当,但质量与我们的太阳相当的恒星——会从其红矮星对手那里吸取氢。当白矮星表面积聚了足够的氢时,就会发生一次类似氢弹的巨大爆炸,使恒星在天文意义上的瞬间变得更亮。这正是韩国天文学家在1437年3月看到的:白矮星表面氢的巨大爆炸。

现代天文学家相当频繁地看到新星,每年大约有10颗足够明亮到肉眼可见。但这些系统通常需要花费1万到10万年的时间来积累足够的氢再次爆发新星。在它们宏大、明亮、释放能量的时刻之间,它们几乎隐形地停留在天空中,尽管研究人员已经注意到了被称为类新星变星的小型天体,以及被称为矮新星的其他天体,它们显示出更小的增亮事件。

早在1986年,Shara就提出经典新星、类新星变星和矮新星都属于同一种系统,只是处于不同的发展阶段。在接下来的30年里,他和同事们能够在一颗经典新星爆发产生的气体壳层内找到矮新星,但它们之间没有直接联系——没有 unbroken evidence chain 表明这两种天体现象是同一件事。

Shara知道那颗韩国新星,他和另一位天文学家们花了多年时间翻阅星图、照片和记录,试图在那580年前发生巨大增亮的同一地点寻找矮新星的证据。但历史学家认为文本所指的区域之间却缺乏Shara正在寻找的证据。

最终他放弃了,把那个特定的追求搁置一旁。但后来他在整理书桌时偶然发现了那个文件。那时,哈佛大学已经开始数字化其令人难以置信的玻璃底片星空图像收藏,这些记录可以追溯到100多年前。Shara觉得他不妨利用这个数据库来检查比他花了数年时间搜寻的范围更大的区域。

在他开始搜索仅仅一个半小时后,他就找到了他多年来一直在寻找的东西。

“就在旁边的两颗星。它就在那里,冲着我眨眼。”Shara说。“我必须说,当我找到它的时候,有几分钟的时间我既在办公室里跳舞,又因为沮丧而捶打自己的额头,”他回忆道,并笑了起来。

有了精确的位置和照片记录,他能够证明,曾经被识别为行星吸积盘——一个处于婴儿时期的行星系统——实际上是这个在580年前从白矮星爆炸出来的氢壳内的双星系统之一。

他和他的合著者还利用玻璃底片,识别出在过去一个世纪里发生在同一颗恒星上的另外三颗矮新星。

当来自红矮星的氢被吸走并开始在白矮星伴星周围形成一个环时,就会发生矮新星。当环中积聚了足够的氢时,环就会坍塌并被拉向白矮星表面,积聚一层氢,这层氢最终将在数千年后为其盛大的表演——经典新星——做出贡献。

“在矮新星中,这种情况每隔几个月或几十年就会发生一次。这些系统会从比太阳亮十分之一的亮度增至比太阳亮十倍的亮度,持续几天或几周,”Shara说。

虽然这两颗恒星在浩瀚的宇宙中是伴侣,但它们的关系远非健康。最终,在经历了足够多的新星循环后,红矮星会因为白矮星吞噬其氢而缩小。它会变成一颗棕矮星,然后变成一颗木星大小的行星,然后只剩下其岩石金属核心。即使是这个,白矮星也会将其吞噬,将其粉碎成一个asteroid belt——并最终将其岩石铺展在其自身表面。

“对红矮星来说,结局并不好——被它的白矮星伴星吞噬,然后被撕碎,”Shara说。但至少它们暴力而奇特的伙伴关系正在帮助科学家们了解一些天空中最难以捉摸的恒星的生命周期。

 

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