近日，中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)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(lái)限制經(jīng)典新星爆發(fā)過(guò)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(duì)星系化學(xué)演化起著重要的作用, 同時(shí)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(guò)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(huì)觸發(fā)失控的熱核反應(yīng)，形成新星爆發(fā)（見(jiàn)圖1）。在新星爆發(fā)期間, 光度急劇增長(zhǎng), 產(chǎn)生的能量足以拋掉大部分被吸積的物質(zhì)。通過(guò)對(duì)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(lái), 觀測(cè)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(shuō)明在新星爆發(fā)過(guò)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(guò)程仍不清楚。為此，研究人員對(duì)新星爆發(fā)過(guò)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(gè)元素豐度比值來(lái)測(cè)定新星爆發(fā)過(guò)程中的白矮星混合度，即(H + He)/∑CNO, (H + He)/Ne, ∑CNO/Mg和 ∑CNO/Si（見(jiàn)圖2）。項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)在新星系統(tǒng)中，小質(zhì)量白矮星會(huì)導(dǎo)致高的白矮星混合度。

　　該成果受到了中國(guó)科學(xué)院西部之光交叉團(tuán)隊(duì)-重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作專項(xiàng)以及國(guó)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(lái)源：https://phys.org/news/）

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　　　 　　圖2.測(cè)定新星中的白矮星混合度，其中黑色五角星為觀測(cè)值。