天文学家发现旋进恒星正奔向罕见的宇宙爆炸

当这个附近的双星系统爆炸时,它的亮度将是月亮的10倍。
An artistic rendering of the newly discovered binary star system in the moment where the first white dwarf has just exploded, hurtling material towards its nearby companion which is on the cusp of explosion too. This event will occur in about 23 billion years, yet in only 4 seconds do both stars explode
对新发现的双星系统的艺术渲染图,展示了第一颗白矮星刚刚爆炸,将物质抛向了即将爆炸的近邻。这一事件将在大约230亿年后发生,而两颗恒星将在短短4秒内一同爆炸。鸣谢:华威大学/Mark Garlick。

距离地球仅150光年,有一个“注定毁灭的螺旋状恒星对”,在太空尺度上几乎就是我们的邻居。这个罕见的、大质量且紧凑的双星系统中的恒星正朝着彼此碰撞,这将导致一种特殊的超新星爆发。天文学家预计它们将以Ia型超新星的形式爆炸,届时其亮度将是月亮的10倍。这项发现的细节发表在4月4日《自然天文学》杂志的一项研究中。

双白矮星双星系统的模拟图。鸣谢:Ruediger Pakmor博士(马克斯·普朗克天体物理研究所)。

什么是Ia型超新星?

在太空中,超新星是恒星的爆炸。它们会产生明亮的能量和光芒爆发,其亮度足以短暂盖过星系的光芒。

Ia型超新星是一种特殊的宇宙爆炸。它们发生在白矮星——恒星致密的残余核心——吸收过多质量时。然后,前恒星无法承受自身的引力而爆炸。根据NASA的数据,Ia型超新星很罕见,在银河系中大约每500年发生一次。相比之下,普通超新星大约每世纪发生两到三次

天文学家长期以来一直预测,两颗相互绕转的白矮星是大多数Ia型超新星爆炸的原因。虽然这对恒星轨道很近,但理论上较重的那颗会从其伴星那里积累物质。这种吸引会导致其中一颗或两颗恒星爆炸。

近在咫尺

一支天文学家团队首次观测到了一个注定要在这项新研究中以Ia型超新星结束的双星系统。这些恒星离我们很近,这又是一个额外的优势。

“多年来,我们一直在期待一个本地的、大质量的双白矮星系统,所以当我第一次在这个银河系门前发现这个总质量非常高的系统时,我立刻兴奋起来,”论文合著者、英国华威大学天文学家James Munday在一份声明中表示。

这对白矮星正悠闲地相互绕转,其轨道周期超过14小时。经过数十亿年,引力波辐射将导致两颗恒星螺旋式地向内靠近,直到超新星事件开始。届时,它们将移动得如此之快,以至于完成一次轨道只需要30到40秒。

这个新星系也是迄今为止确认的同类中最重的,其质量约为我们太阳的1.56倍。天文学家表示,以这个质量,它们注定会爆炸。然而,这预计还要 230亿年才会发生。尽管离地球很近,但预计不会危及我们的家园。

“这是一个非常重要的发现,”论文合著者、华威大学天文学家Ingrid Pelisoli在一份声明中表示。“在我们的银河系门前发现这样的系统,表明它们必须相对普遍,否则我们将需要到更远的地方去寻找,搜索我们银河系更大范围的区域才能遇到它们。”

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展望230亿年后的未来

这个星系的超新星事件中,预计质量将从一颗白矮星转移到另一颗。根据该团队的说法,结果将是一次“通过四重爆炸罕见而复杂的超新星爆炸”。

在质量增加的白矮星表面,当它积累物质时,表面将首先爆炸。它的核心将第二次爆炸,并将物质向四面八方喷射。随后的物质将与另一颗白矮星碰撞,并重复整个过程,进行第三次和第四次爆炸。

这四次爆炸的能量水平将大约是人类最强大的核弹的一千万亿倍,并将完全摧毁恒星。所以,在230亿年后,这次超新星将在夜空中呈现为一个非常强的光点。它的亮度将比我们太阳系最大的行星木星亮20多万倍。

该团队目前正在survey天空,寻找其他Ia型超新星的起源点。

“我们一点一点地在接近解开Ia型爆炸起源的谜团,”Pelisoli说道。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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