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行星状星云内发现几乎要碰到一起的双星

2018-11-05 15:37:10      来源:Royal Astronomical Society   分享:扫描到手机

行星状星云内发现几乎要碰到一起的双星,一组由西班牙卡纳利天文物理研究所(Instituto Astrofisica de Canarias)与拉拉古纳大学(Universidad de La Laguna)天文学家David Jones领军的研究团队,在编号为M3-1的行星状星云(planetary nebula,PN)内发现一对彼此非常靠近的密近双星,近到两者互绕一圈仅需3个多小时,且可能会引发一场不寻常的新星爆发(nova eruption,编注:不是超新星supernova喔!),这个结果完全超出现行对双星演化的认知和预期,让天文学家们

  一组由西班牙卡纳利天文物理研究所(Instituto Astrofisica de Canarias)与拉拉古纳大学(Universidad de La Laguna)天文学家David Jones领军的研究团队,在编号为M3-1的行星状星云(planetary nebula,PN)内发现一对彼此非常靠近的密近双星,近到两者互绕一圈仅需3个多小时,且可能会引发一场不寻常的新星爆发(nova eruption,编注:不是超新星supernova喔!),这个结果完全超出现行对双星演化的认知和预期,让天文学家们相当意外。相关论文发表在英国皇家天文学会月刊通信(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters)中。

  行星状星云是与太阳类似的恒星在步入生命终点过程中,外层大气向外扩张而成的气体尘埃壳层。在许多行星状星云的案例中,与邻近伴星交互作用,可能会促使物质向外抛出,影响最后所见到的行星状星云的结构。M3-1位在大犬座方向,距离约为14,000光年。从M3-1具有显著喷流和纤维状结构这些典型双星交互作用产生的结构,所以先前研究就已经认为M3-1中央星有很大机率是双星。

  Jones等人利用欧南天文台(ESO)位在智利的望远镜进行长达数年的观测工作,确认了M3-1中央星的确是双星,并针对这对双星进行深入研究。他们发现这对双星彼此非常靠近,无法利用地面望远镜解析开来,但总亮度却有极快速的变化,这明显是有伴星的结果。他们认为应该是这对双星互绕过程中,轨道恰好侧向地球,使彼此掩食而造成总亮度周期性降低,所以他们能利用这种食双星特性来间接了解这对双星的质量、温度和半径等物理性质。

  从变光周期,Jones等人估算这对双星互绕的轨道周期约比3小时多一点,是迄今已知最短的双星轨道周期。此外,ESO观测数据还显示这对双星,很可能主星为白矮星,伴星则为低质量主序星,两者已经几乎达到几乎触及彼此的程度。如此一来,物质可能从伴星传输到白矮星,这些天文学家估计:约在数千年后,当传输质量累积到一定程度后,局部区域将瞬间点燃热核反应而引发新星爆发,使亮度骤增数百万倍。

  在2007年时,天文学家在另一个行星状星云里观测一个截然不同的新星爆发,该事件被命名为「2007狐狸座新星(Nova Vul 2007)」。这个事件特别难解释其成因,因为理论认为在形成行星状星云之后双星应该会彼此分离,经过很长一段时间后,两者才会开始再度有交互作用,而后才可能发生新星爆发事件;换言之,到能发生新星爆发程度时,行星状星云早就已经扩张消散在太空中而不得见了。M3-1的发现又更加深了这个难题。Jones等人只能期待不久的未来能发现其他类似的案例,从中寻找蛛丝马迹,从而解开这个谜题。

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