近日，中國科學(xué)院云南天文臺博士研究生郭云浪與王博研究員在經(jīng)典新星領(lǐng)域獲得了新進(jìn)展，研究結(jié)果可以用來限制經(jīng)典新星爆發(fā)過程中的白矮星混合理論。這一成果 以“Mixing fraction in classical novae”為題發(fā)表在2022年4月出版的《天文學(xué)與天體物理學(xué) (A&A) 》雜志上。

　　經(jīng)典新星是發(fā)生在白矮星表面的熱核反應(yīng)現(xiàn)象, 對星系化學(xué)演化起著重要的作用, 同時也是Ia型超新星的前身星候選體。在密近雙星系統(tǒng)中，白矮星通過洛希瓣從它的伴星上吸積物質(zhì)，一旦在白矮星表面積累了足夠的物質(zhì)，就會觸發(fā)失控的熱核反應(yīng)，形成新星爆發(fā)（見圖1）。在新星爆發(fā)期間, 光度急劇增長, 產(chǎn)生的能量足以拋掉大部分被吸積的物質(zhì)。通過對新星拋射物的研究，可以了解新星系統(tǒng)的特征, 比如白矮星質(zhì)量、吸積率以及伴星的性質(zhì)等。

　　近幾十年來, 觀測上顯示絕大部分的新星拋射物中有C，N，O，Ne，Na，Mg以及Al等金屬增豐現(xiàn)象，這說明在新星爆發(fā)過程中存在吸積物質(zhì)與白矮星自身物質(zhì)的混合 (即白矮星混合)。然而, 新星爆發(fā)中的白矮星混合過程仍不清楚。為此，研究人員對新星爆發(fā)過程中的白矮星混合度和新星拋射物進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，提出用拋射物中的四個元素豐度比值來測定新星爆發(fā)過程中的白矮星混合度，即(H + He)/∑CNO, (H + He)/Ne, ∑CNO/Mg和 ∑CNO/Si（見圖2）。項目組發(fā)現(xiàn)在新星系統(tǒng)中，小質(zhì)量白矮星會導(dǎo)致高的白矮星混合度。

　　該成果受到了中國科學(xué)院西部之光交叉團(tuán)隊-重點實驗室合作專項以及國家自然科學(xué)基金的支持。

　　論文鏈接

? 　　　　圖1. 白矮星雙星系統(tǒng)中新星爆發(fā)示意圖（圖片來源：https://phys.org/news/）

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　　　 　　圖2.測定新星中的白矮星混合度，其中黑色五角星為觀測值。