1437 年 3 月 11 日黎明前几个小时,天蝎座在韩国首尔附近的地平线上升起。负责扫描天空并记录夜间变化(极光、彗星、流星等)的天文学家注意到,他们称之为“龙尾”的星群有些奇怪,这是夜空中的月亮星宿之一。 那里有一颗他们从未见过的星星。 这道明亮的光芒在天空中持续了14个夜晚才消失,其位置一直被研究人员认真记录下来。 如今,580年后,天文学家再次发现了它。 在今天发表在《自然》杂志上的一篇论文中,美国自然历史博物馆的迈克·沙拉和同事描述了他们如何追踪一颗表面在半个世纪前爆炸的恒星。 1437 年韩国天文学家看到的是一颗经典新星。与更著名的超新星不同,经典新星不是毁灭性的过程。超新星是大规模的恒星毁灭性爆炸。另一方面,新星发生在双星系统中,其中一颗白矮星和一颗红矮星像两个打架的对手一样互相环绕。 白矮星(体积与地球差不多,但质量与太阳相当)会从红矮星上吸走氢。当白矮星表面积累了足够多的氢时,就会发生类似氢弹的大规模爆炸,使恒星在天文意义上瞬间变得更亮。这就是 1437 年 3 月韩国天文学家所看到的景象:白矮星表面发生了大规模的氢爆炸。 现代天文学家相当经常地看到新星,每年大约有 10 颗亮度足以用肉眼看见。但这些系统通常需要大约 10,000 到 100,000 年才能积累足够的氢以再次成为新星。在它们巨大、明亮、释放的时刻之间,它们几乎在天空中看不见,尽管研究人员已经注意到较小的实体,称为新星状变星,以及称为矮新星的其他实体,它们的亮度事件要小得多。 早在 1986 年,沙拉就提出经典新星、类新星变星和矮新星都是同一类系统的一部分,只是处于不同的发展阶段。在接下来的 30 年里,他和同事们在爆炸气体壳内发现了矮新星,这表明这是一颗经典新星,但它们之间没有直接联系——没有完整的证据表明这两种天体现象是同一种。 沙拉知道朝鲜新星,他和其他天文学家花了数年时间研究星图、照片和记录,试图在 580 年前那颗巨大亮星所在的同一位置找到矮新星的证据。但历史学家认为,文本中提到的两颗恒星之间的区域缺乏沙拉所寻找的证据。 最终他放弃了,把这个任务放在了一边。但后来他在清理办公桌时又偶然发现了这个文件。那时,哈佛大学已经开始将其收集的大量玻璃星空图像数字化,这些图像记录了 100 多年前的夜空。莎拉想,他不妨用这个数据库来检查比他多年来搜索的更大的区域。 在他开始搜索仅仅一个半小时后,他就找到了他多年来寻找的东西。 “那是下两颗星星。它就在那里,盯着我看。”莎拉说。“我不得不说,当我看到它时,我一边在办公室里手舞足蹈,一边沮丧地捶着额头,”他笑着回忆道。 凭借精确的位置和照片记录,他能够证明曾经被认定为行星吸积盘的行星系统(处于婴儿期)实际上是 580 年前白矮星爆发的氢壳内的双星系统之一。 他和他的合著者还利用照相底片发现了过去一个世纪内在同一颗恒星上出现的另外三颗矮新星。 当红矮星的氢被拉出并开始在白矮星伴星周围形成一个环时,就会形成矮新星。当环中积累了足够的氢时,环就会坍缩并被拉到白矮星的表面,形成一层氢,最终会在数千年后促成其盛大亮相——一颗经典的新星。 “矮新星每隔几个月或几十年就会发生一次这种现象。几天或几周内,这些系统的亮度会从太阳亮度的十分之一增加到十倍。”莎拉说。 尽管这两颗恒星是浩瀚宇宙中的同伴,但它们之间的关系远非健康。最终,在经历了足够多的新星周期后,红矮星会随着白矮星吞噬其氢而萎缩。它会变成一颗棕矮星,然后是一颗木星大小的行星,最后只剩下它的岩石金属核心。白矮星甚至会吞噬掉核心,将其粉碎成小行星带——最终将岩石碾碎在自己的表面。 “红矮星的结局并不好——被白矮星吞噬,然后被撕碎,”莎拉说。但至少它们之间的暴力伙伴关系正在帮助科学家了解天空中一些最难以捉摸的恒星的生命周期。 |
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