最新發現:可以觀測到的新星,原來只是冰山一角

大約35年前,科學家們提出了一個當時很超前的觀點:即被稱為新星的巨大氫彈在噴發後經歷了一個非常長的生命週期,經過數十萬年的默默無聞,然後重新建立起來,再次成為羽翼豐滿的新星。一項新研究首次完全模擬了這個觀點,並納入了目前已知控制這些系統的所有反饋因素,支持了最初的預測,同時揭示了新的細節,其研究成果發表在《自然天文學》期刊上。

最新發現:可以觀測到的新星,原來只是冰山一角

研究表明:所觀察到遍佈宇宙的新星只代表了這些已知災難性變量的幾個百分點,其餘的則“隱藏”在冬眠中。最初研究的主要作者、也是這項新研究的合著者之一、美國自然歷史博物館天體物理部館長邁克爾·沙拉(Michael Shara)說:我們現在已經量化了幾十年前的觀點,即這些系統中的大多數新星都在深度“冬眠”等待甦醒,而我們還沒有確認它們的存在。

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目前觀測到的新星只是冰山一角,以前錯誤地認為,製造新星的類新星雙星和矮新星代表著外面的一切,然而能製造新星的系統比想象的要普遍得多。當一顆像太陽這樣的恆星,一顆黃矮星被一顆白矮星蠶食時,災難性的雙星系統就會發生。白矮星形成了一層臨界的氫氣,它從紅矮星那裡偷走了氫氣,然後氫氣就像一個巨大的炸彈一樣爆炸了。

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這種爆炸會產生一束光,使白矮星在一段時間內比太陽亮100萬倍,時間從幾天到幾個月不等。在一次噴發之後,一顆新星變成了“類新星”,然後是一顆矮新星,然後,在一次所謂的分離雙星冬眠之後,它又回到了一顆類新星的矮小新星,然後又變成了一顆新星,一次又一次地重複這個循環,在數十億年的時間裡,重複了多達10萬次。就像蛋、毛毛蟲、蛹和蝴蝶都是同一個有機體的生命階段一樣:

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這些雙星在它們生命的不同階段都是相同物體。在這項新的研究中建立了一組模擬,以跟蹤數以千計的新星噴發及其對紅矮星同伴的影響。目標是從數量上證明激變雙星系統演化是週期性的,並且是由兩顆恆星之間的反饋驅動。然而30年前,20年前,甚至10年前,都沒有足夠的計算能力做到這一點。發現,災難性的雙星並不是簡單地在四種狀態(新星、類新星、矮新星和分離雙星)的一生中交替出現。

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新生雙星,在系統生命的前幾個百分之一,只在新星和類新星的狀態之間交替。然後,在接下來的10%壽命裡,雙星會交替進入三種狀態:新星、類新星和矮新星。在剩下的90%的壽命中,它們會在所有四個狀態中持續循環。此外,研究表明,今天觀察到的幾乎所有新星都發生在雙星系統生命的開始階段,而不是末期,速度大約是每10000年一次,而不是每幾百萬年一次。

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從統計上講,這意味著我們觀察到的系統(那些總是突然關閉的系統)是新生系統。這只是現存雙星總數的5%左右,絕大多數處於分離狀態,我們一直在忽視它們,因為它們是如此微弱和常見,知道它們就在那裡,現在我們只需要努力找到它們,並將它們與新星聯繫起來。

博科園|研究/來自:美國自然歷史博物館

參考期刊《自然天文學》

博科園|科學、科技、科研、科普


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