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超热的新星观察到了:令人惊讶的化学特征

宇宙知识 2025-07-24 8424

摘要:天文学家首次以近红外的光线在银河系外发生反复出现的新星。数据显示,高度不寻常的化学排放以及有史以来最热的NOVA温度之一,都表明了极端剧烈的喷发。...

天文学家使用NSF Noirlab和NSF Noirlab运营的一部分国际双子座天文台的双子座望远镜和麦哲伦Baade望远镜经营,天文学家首次在几乎近自由的光线下首次观察到了银河系以外的nova。数据显示,高度不寻常的化学排放以及有史以来最热的NOVA温度之一,都表明了极端剧烈的喷发。

超热的新星观察到了:令人惊讶的化学特征

Nova爆炸发生在二进制星系中,其中白色矮人(死星的密集残留物)不断地从附近的同伴星星出发出恒星。随着伴侣的外部大气聚集在白色矮人的表面上,它达到了足够热的温度以激发喷发。

几乎所有发现迄今为止的Novae仅爆发一次。但是已经观察到一些不止一次爆发,并被归类为经常性的诺瓦。这些Novae之间的喷发之间的跨度可能从一年到数十年不等[1]。

在我们的银河系中观察到了不到十二个复发性的novae,而远离阿加拉术的却远远超出了银河系外。研究外恋时Novae有助于建立天文学家对不同环境如何影响Nova爆发的理解。

要观察到的第一个复发外层次的新星是LMC 1968-12a(LMC68),位于大麦芽云中,这是银河系的卫星星系。这个Nova的经常性时间尺度大约四年 - 任何Nova中最短的时间 - 由白色矮人和一个伴侣红色子巨头(一颗比太阳大得多)组成。它是在1968年发现的,自1990年以来就经常观察到它的喷发。

它最近的喷发于2024年8月,首先被尼尔·盖尔斯·斯威夫特(Neil Gehrels Swift)观测站捕获,该天文台自2020年爆发以来一直在密切监视Nova。鉴于其已知的经常性时间尺度,天文学家正在预测这次喷发,而LMC68则在提示上交付。

在最初的爆发后九天,对卡内基机构的麦哲伦Baade望远镜进行了后续观察,在与Gemini South望远镜最初爆发后的22天后,该国际双子座天文台的一半是由美国国家科学基金会资助的,并由NSF Noirlab运营。

使用光谱技术[2],该团队观察到LMC68的近红外光,这使他们能够研究Nova的超热阶段,在此期间,许多元素都得到了极大的能量。通过研究这一阶段,天文学家可以了解喷发中最极端的过程。这项研究是有史以来第一个对乳肠外复发NOVA的近红外光谱观察。

最初的喷发后,LMC68的光迅速褪色,但Gemini South的Flamingos-2仪器仍然从离子化的硅原子中捕获了强信号,特别是硅原子,这些硅原子已剥离了14个电子中的9个,这需要以辐射或暴力碰撞形式以令人难以置信的能量。

在麦哲伦(Magellan)的较早光谱中,仅来自离子化硅的近红外光闪耀着95倍的亮度比太阳发出的光亮了95倍,将其在其所有波长(X射线,紫外线,可见,可见,红外和无线电)上加起来。几天后,当双子座观察到这条线时,信号逐渐消失,但硅发射仍然主导了光谱。

“离子化的硅闪闪发光的闪耀近100倍,比太阳亮了100倍,”汤姆·盖巴尔(Tom Geballe皇家天文学会的月度通知“尽管这个信号令人震惊,但它也令人震惊。”

以银河系发现的Novae通常从高度激发的元素中散发出许多近红外签名,但LMC68的光谱仅包含电离硅特征。“我们也希望还会看到高能硫,磷,钙和铝的特征,”Geballe说。

“这种令人惊讶的不存在,结合了硅特征的存在和强度,这意味着我们的建模证实了气温异常高的气温,”亚利桑那州立大学天体物理学教授摄政教授萨姆纳·斯塔尔菲尔德(Sumner Starrfield)补充说。

该小组估计,在NOVA的早期探索阶段,被排出的天然气的温度达到了300万摄氏度(540万华氏度),使其成为有史以来最热的Novae之一。这种极端的温度表明高度剧烈的喷发,团队认为这是由于Nova环境的条件。

大型麦哲伦云及其恒星的金属性低于银河系,这意味着它的元素比氢和氦气重的元素较低,而天文学家称为金属。在高金属性系统中,重元素在白矮人的表面上捕获热量,使喷发发生在积聚过程的早期。但是,如果没有这些沉重的元素,则更多的物质在白矮人的表面上积聚在足够热以点燃之前,从而导致爆炸随着更大的暴力爆发。此外,被排出的气体与同伴红色子巨人的大气相撞,引起了巨大的冲击,从而升高了碰撞中的温度。

在收集数据之前,Starrfield预测,低金属材料的积聚会导致更暴力的Nova爆炸。此处介绍的观察和分析与该预测一致。

“只有在我们自己的银河系中检测到少数复发性的Novae,对这些物体的理解已经进行了情感发展,”国际双子座天文台的NSF计划总监Martin Still说。“通过使用可用的最大的天文望远镜(例如Gemini South)将我们的范围扩大到其他星系,天文学家将提高进度速度,并批判性地测量这些物体在不同化学环境中的行为。”

笔记

[1]复发期约为一年,M31N 2008-12a的时间间隔最短,在任何复发的NOVA的爆发之间,而最长的是V2487 Ophiuchi,复发期为98年。

[2]光谱涉及捕获物体的光并将其扩散到光谱中,这使科学家可以通过发出的光的特定波长识别物体中存在的化学元件。

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