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两颗死星融合后未爆炸反而生出新星,全银河系仅 5 颗这种罕见天体

2024-11-24 231

宇宙中存在各种独特天体,但稀有到全银河系不到 10 个的天体你知道吗?科学家现在发现一颗恒星,有如凤凰一样从两颗白矮星碰撞合并后的产物涅槃重生,估计全银河系只有 5 颗这种新生天体,相当罕见。

这颗新生恒星命名为 J005311,位于仙后座(Cassiopeia)中,距离地球约 1 万光年。俄罗斯莫斯科大学科学家在利用 NASA 广域红外线巡天探测卫星(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)搜寻天空时,发现了中心有着明亮恒星的星云,然而这颗恒星几乎只发射红外辐射光而没有可见光,异常之处立刻引起研究人员注意。

一颗低质量恒星(比如太阳)的正常死亡过程为:先演变成红巨星,接着外层气体壳向外膨胀,然后被紫外线辐射电离形成星云,而恒星燃烧完所有氢气跟氦气后冷却留下的核心,就是发出可见光的白矮星。因此,在星云中发现没有可见光、只有红外辐射的恒星相当不合理。

德国波昂大学团队进一步分析该星云及中心恒星发出的辐射光谱,研究人员发现了更奇怪的事情:J005311 既不含氢也不含氦,这是白矮星的典型特征;然而 J005311 的光芒又比太阳还要亮 4 万倍,远远超过一般白矮星的亮度,且这颗恒星还吹拂著强大的恒星风,秒速达 16,000 公里。

▲ 在红外波段下的 J005311 星云。(Source:波昂大学)

到底该如何解释一颗新生恒星既缺乏氢和氦、拥有极端亮度、还吹着高速恒星风?研究人员说,只能假设这颗恒星诞生自两颗白矮星合并后的产物。

数十亿年前,两颗白矮星围绕着彼此盘旋并且持续失去能量,于是两者距离越缩越小,最终合而为一。而原本两颗白矮星合并时应该会爆炸成 Ia 超新星(Type Ia supernova),但这两颗白矮星碰撞合并后偏偏没有引发大爆炸,反而达到足够高的温度,融合出比氢、氦更重的元素,于是一颗新生恒星就从中诞生了。

加上白矮星合并会产生非常强大的旋转磁场,如果恒星从中诞生,则根据团队模型,磁场的确能像涡轮机一样加速恒星风;其次,燃烧完所有氢气跟氦气后才形成的白矮星,能解释为何新生恒星缺乏这两种气体。

这种事件非常、非常、非常罕见,整个银河系可能不会超过 5 颗来自白矮星合并的新生恒星。

不过,这颗恒星的未来也被科学家算出来了:质量为太阳 1.4 倍的它只有几千年寿命(超级无敌短)。之后,它的所有燃料将转化为铁和更重的元素,然后经历超新星爆炸,最后其核心成为一颗直径只有几公里的中子星。

新论文发表在《自然》(Nature)期刊。

  • Stellar waltz with dramatic ending
  • Bizarre celestial object spotted is one of the rarest in the galaxy
  • Bizarre Star Could be the Result of Two White Dwarfs Merging Together
  • Wild Observation Shows White Dwarf Stars Merging Into Something New

(首图来源:NASA)

延伸阅读:

  • 发现罕见 Ia 型超新星爆炸含有氢气,科学家或能解开爆发起源
  • 星系被擦撞导致半边毁容,却从中孕育出大量新生恒星
2019-05-24 16:06:00

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