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首个注定会爆炸成Ia型超新星的双白矮星系统

了解引力和质量如何将两颗恒星拉向彼此更紧密、更快的轨道,爆炸性的碰撞不可避免。

作者:Paul Smaglik
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在这张图中,我们捕捉到了第一颗白矮星刚刚爆炸的瞬间,将物质抛向附近即将爆炸的伴星。这个事件将在大约 230 亿年后发生,而两颗恒星将在短短 4 秒内爆炸。图片来源:华威大学/Mark Garlick

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罗密欧与朱丽叶是一对注定不幸、命运多舛的恋人。现在,天文学家发现了一对注定不幸、命运多舛的恒星。就像莎士比亚那对出名的不幸情侣一样,两颗相互绕转的白矮星正朝着毁灭的轨道前进。

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天文学家发现,这两颗恒星之间的距离是地球与太阳之间距离的 1/60,他们在《自然-天文学》杂志上报告了这一发现。这种近距离最终将摧毁它们。

恒星碰撞走向超新星

当引力将它们拉到一起时,它们将爆炸成 Ia 型超新星。这种罕见的宇宙爆炸形式被认为是由白矮星积累过多的质量,然后屈服于自身引力所引发的。天文学家长期以来一直推测,两颗相互绕转的白矮星是大多数 Ia 型超新星爆炸的根源。

这是首次观测到此类现象。尽管天文学家早已预测到,但亲眼目睹它还是带来了激动人心的体验。

“多年来,人们一直预期会发现一个质量巨大且距离很近的双白矮星系统,因此当我第一次在我们银河系的门前发现这个总质量非常高的系统时,我立刻感到兴奋,”华威大学研究员、该研究的作者之一James Munday在一份新闻稿中说。“我和一个国际天文学家团队,其中四名来自华威大学,立即动用了世界上一些最大的光学望远镜来追踪这个系统,以精确确定它的紧凑程度。”

简而言之?它非常紧凑。


阅读更多:白矮星爆炸可能提供关于暗能量的线索


注定要爆炸的恒星

该系统代表了迄今为止确认的最重同类系统。这两颗恒星的总质量是我们太阳的 1.56 倍。根据新闻稿,两颗质量如此之大的恒星如此近距离地靠近,它们“注定要爆炸”。

不过,我们应该可以安全地躲过这场爆发,原因有两个。首先,尽管该系统距离地球约 150 光年,在宇宙尺度上被认为是相对近的,但我们应该远在爆炸范围之外。其次,预计爆炸不会在大约 230 亿年后发生。

尽管如此,当它发生时,应该会产生相当大的轰鸣。天文学家预测,这次爆炸的威力将是核弹的千兆兆兆倍。毋庸置疑,这足以摧毁双星系统内的所有物质。

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但在那次爆炸发生之前,将有一段漫长、缓慢、悠闲的恒星之舞。这两颗白矮星目前大约每 14 小时绕彼此旋转一次。这个速度将在数十亿年里逐渐增加。最终,这个过程将需要大约 30 秒到 40 秒。

四重爆炸

届时,它们的近距离和引力将显著加速它们的旋转。一旦两颗恒星达到“不归点”,质量将从一颗白矮星转移到另一颗。这将引发的不是一次,而是四次爆炸——一次四重爆炸。

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首先,获得质量的恒星表面将爆炸。然后是它的核心爆炸。这些事件会将物质向四面八方抛射,从而引发另一颗白矮星的同等双重爆炸。

如果有人能够目睹这场事件,他们将看到亮度高达月亮的十倍,比木星亮 20 万倍的光芒。

即使像《罗密欧与朱丽叶》的结局一样,这些恒星的灭亡是相当可预测的,但这也不应削弱其戏剧性。


阅读更多:失败的恒星可以形成褐矮星,而褐矮星可以拥有自己的行星系统

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文章来源

我们的Discovermagazine.com作家在文章中采用同行评审研究和高质量来源,我们的编辑会审阅科学准确性和编辑标准。请查看本文使用的以下来源

  • Paul Smaglik

    在加入Discover Magazine之前,Paul Smaglik做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

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