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当白矮星和褐矮星相撞时有什么效果?

当白矮星和褐矮星相撞时有什么效果?

作者: 博科园 | 来源:发表于2018-10-16 23:58 被阅读1次

    英国基尔大学(Keele University)的研究人员和一个国际天文学家团队首次报道:1670年一颗白矮星和一颗棕矮星在地球上“闪耀着光辉”。利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),天文学家们发现有证据表明:一颗白矮星(一颗类太阳恒星的遗骸)和一颗棕矮星(一颗质量不足以维持热核聚变的失败恒星)在一场短暂的荣耀中相撞,1670年在地球上目睹了这一现象,那就是“天鹅头下的一颗新星”。这颗星星突然出现,像犁中的那颗一样明亮,渐渐褪色,又出现了,最后从视野中消失了。研究这一宇宙事件残骸的现代天文学家最初认为,它是由两颗主序恒星的合并所引发的,这两颗恒星的演化方式与我们的太阳相同。

    博科园-科学科普:这颗新星长期以来被称为“新星1670”,后来被称为CK Vulpeculae。然而我们现在知道,CK Vulpeculae并不是我们今天所说的新星,事实上,它是两颗恒星的合并:一颗白矮星和一颗棕矮星。恩耶·埃文斯教授是基尔大学天体物理学教授,也是《皇家天文学会月报》的合著者说:通过研究这次爆炸的碎片,研究小组得出结论,一颗棕矮星和一颗白矮星合并在一起。然而多年来,用地面和太空上的望远镜观察了CK Vulpeculae,确信这不是新星,每个人都知道它是什么,但没有人知道它是什么。但某种形式的明星合并似乎是最好的选择。

    这可能是迄今为止记录在案最古老的:一个沙漏状的残骸,名叫CK Vulpeculae。图片:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. P. S. Eyres

    通过对沙漏和翘曲盘的观测,再加上锂元素和特殊同位素丰度的存在,发现了一个谜团:1670年一颗棕矮星“被切碎后倒在了一颗白矮星的表面上”,导致了1670年的喷发和我们今天看到的“沙漏”。欧洲、美国和南非的天文学家小组利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列来检查合并后的残骸,并报告了一些有趣的发现。通过研究两颗更远的恒星穿过合并后的尘埃残骸时发出的光,研究人员能够发现锂元素的特征,锂元素很容易在恒星内部被破坏。南威尔士大学计算、工程和科学学院副院长、论文的主要作者斯图尔特·埃尔斯(Stewart Eyres)博士表示:沙漏中的材料含有锂元素,通常在恒星内部很容易被破坏。

    锂的存在,再加上C、N、O元素的不寻常同位素比值,表明1670年一颗以棕矮星形式出现的极少量物质撞击了一颗白矮星的表面,导致了热核燃烧,这场喷发导致了卡萨斯和尚安塞尔梅和天文学家赫维利乌斯以及我们今天看到的沙漏中的亮化。来自曼彻斯特大学物理与天文学院的Albert Zijlstra教授是这项研究的合著者说:恒星碰撞是宇宙中最剧烈的事件。大多数的注意力都集中在中子恒星之间的碰撞,或者两个白矮星之间的碰撞——这两个白矮星可以产生超新星——和行星之间的碰撞上。但实际上很少能看到碰撞,我们相信碰撞发生在哪里,很难知道是哪种恒星相撞。

    这里的碰撞是一个新的,以前从未考虑过,也从未见过。这是一个非常令人兴奋的发现。亚利桑那州立大学的天体物理学教授Sumner Starrfield教授说:白矮星的体积大约是棕矮星的10倍,所以当棕矮星螺旋进入白矮星时,它就会被白矮星所施加的强烈潮汐力撕裂。当这两个物体发生碰撞时,它们把分子和不寻常的元素同位素混合在一起。这些有机分子,我们可以检测到ALMA,膨胀到周围的环境,提供了令人信服的证据,这场爆炸的真正起源。

    这是第一次明确确定此类事件。有趣的是,沙漏还富含有机分子,如甲醛(H2CO)、甲醇(CH3OH)和甲醇(NH2CHO)。这些分子不会在进行核聚变的环境中生存,它们肯定是在爆炸的碎片中产生的。这进一步支持了棕矮星在与白矮星的星对星碰撞中死亡的结论。天文学家指出,由于银河系中的大多数恒星系统都是双星系统,所以恒星碰撞并不罕见。这种碰撞可能并不罕见,这种物质最终将成为一个新的行星系统的一部分,这意味着它们在形成的过程中可能已经包含了有机分子的构建块。

    博科园-科学科普|研究/来自:基尔大学

    参考期刊文献 :《皇家天文学会月报》

    DOI: 10.1093/mnras/sty2554

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