行星狀星云中發(fā)現(xiàn)超近距離恒星

一個國際天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)了兩顆雙星中的一顆,雙星在三個多小時內(nèi)圍繞對方完成了一個軌道運行,位于行星狀星云M3-1中。值得注意的是,這些恒星可以驅(qū)動新星爆炸,這是一個完全出乎意料的事件,基于我們目前對雙星演化的理解。由加拿大天體物理學(xué)會和拉古納大學(xué)的大衛(wèi)·瓊斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在《皇家天文學(xué)會月報》上報告了他們的發(fā)現(xiàn)。行星狀星云是由氣體和塵埃組成的發(fā)光外殼,它們像我們的太陽一樣,是由恒星的外層形成的,在演化的最后階段被拋出。在許多情況下,與附近伴星的相互作用在這種物質(zhì)的噴射和由此產(chǎn)生的行星狀星云中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形成中起著重要作用。

博科園-科學(xué)科普:行星狀星云M3-1位于大犬座,距離約14000光年,M3-1是雙星中心恒星的候選恒星,因為它具有突出的噴流和細(xì)絲結(jié)構(gòu)是這些雙星相互作用的典型特征。使用位于智利的歐洲南方天文臺(ESO)的望遠(yuǎn)鏡,瓊斯的團(tuán)隊在幾年的時間里觀察了M3-1。在此過程中發(fā)現(xiàn)并研究了星云中心的雙星。南非大望遠(yuǎn)鏡研究員、這項研究的合著者布倫特米沙爾斯基(Brent Miszalski)說:我們知道m(xù)3-1必須容納一顆雙星,所以開始獲取必要的觀測來證明這一點,并將星云的性質(zhì)與形成它的恒星的演化聯(lián)系起來。

這兩顆恒星靠得太近,無法從地面上分辨出來,因此第二顆恒星的存在是通過觀察到組合亮度的變化來推斷出來——最明顯的是由一顆恒星的周期性日食和另一顆恒星的日食造成亮度顯著下降。德國歐洲南方天文臺的研究員Henri Boffin解釋說:當(dāng)我們開始觀測時,很明顯這個系統(tǒng)是雙星系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)在星云中心的那顆顯然是單星的恒星的亮度正在迅速變化,知道這一定是由于伴星的存在。研究小組發(fā)現(xiàn),行星狀星云M3-1的中心恒星是目前已知的軌道周期最短的雙星中心恒星之一,只有3個多小時。ESO的觀察還表明,這兩顆恒星——極有可能是一顆白矮星,其主序列質(zhì)量較低——幾乎處于接觸狀態(tài)。

因此這兩顆恒星很可能經(jīng)歷所謂的新星噴發(fā),這是物質(zhì)從一顆恒星轉(zhuǎn)移到另一顆恒星的結(jié)果。當(dāng)達(dá)到臨界質(zhì)量時,就會發(fā)生劇烈的熱核爆炸,系統(tǒng)亮度會暫時增加100萬倍。波蘭尼古拉斯哥白尼天文中心的博士生Paulina Sowicka說:在智利進(jìn)行了各種觀測活動之后,有了足夠的數(shù)據(jù)來理解這兩顆恒星的特性——包括質(zhì)量、溫度和半徑。這兩顆恒星如此接近,如此巨大,幾乎彼此接觸,真是令人驚訝。一顆新星的爆炸可能在幾千年后發(fā)生,理論表明,在行星狀星云形成后,雙星應(yīng)該很好地分離。

然后需要很長時間才能重新開始相互作用,像novae這樣的事件才有可能發(fā)生。2007年天文學(xué)家在另一個行星狀星云中觀測到另一種新星爆炸,即新星Vul 2007。2007年的事件特別難以解釋,當(dāng)這兩顆恒星足夠接近一顆新星時,行星狀星云中的物質(zhì)應(yīng)該已經(jīng)膨脹和消散得如此之大以至于不再可見了。在M3-1的中心恒星上發(fā)現(xiàn)了另一個類似新星噴發(fā)的候選恒星。這個團(tuán)隊現(xiàn)在希望對這個星云和其他類似的星云進(jìn)行進(jìn)一步的研究,幫助揭示新星和超新星的物理過程和起源,它們是宇宙中最壯觀和最劇烈的現(xiàn)象。
博科園-科學(xué)科普|研究/來自:皇家天文學(xué)會
參考期刊文獻(xiàn):《皇家天文學(xué)會月報》
DOI: 10.1093/mnrasl/sly142
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