兩顆死星融合後未爆炸反而生出新星,全銀河系僅 5 顆這種罕見天體

作者 | 發布日期 2019 年 05 月 23 日 19:20 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


宇宙中存在各種獨特天體,但稀有到全銀河系不到 10 個的天體你知道嗎?科學家現在發現一顆恆星,有如鳳凰一樣從兩顆白矮星碰撞合併後的產物涅槃重生,估計全銀河系只有 5 顆這種新生天體,相當罕見。

這顆新生恆星命名為 J005311,位於仙后座(Cassiopeia)中,距離地球約 1 萬光年。俄羅斯莫斯科大學科學家在利用 NASA 廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)搜尋天空時,發現了中心有著明亮恆星的星雲,然而這顆恆星幾乎只發射紅外輻射光而沒有可見光,異常之處立刻引起研究人員注意。

一顆低質量恆星(比如太陽)的正常死亡過程為:先演變成紅巨星,接著外層氣體殼向外膨脹,然後被紫外線輻射電離形成星雲,而恆星燃燒完所有氫氣跟氦氣後冷卻留下的核心,就是發出可見光的白矮星。因此,在星雲中發現沒有可見光、只有紅外輻射的恆星相當不合理。

德國波昂大學團隊進一步分析該星雲及中心恆星發出的輻射光譜,研究人員發現了更奇怪的事情:J005311 既不含氫也不含氦,這是白矮星的典型特徵;然而 J005311 的光芒又比太陽還要亮 4 萬倍,遠遠超過一般白矮星的亮度,且這顆恆星還吹拂著強大的恆星風,秒速達 16,000 公里。

▲ 在紅外波段下的 J005311 星雲。(Source:波昂大學

到底該如何解釋一顆新生恆星既缺乏氫和氦、擁有極端亮度、還吹著高速恆星風?研究人員說,只能假設這顆恆星誕生自兩顆白矮星合併後的產物。

數十億年前,兩顆白矮星圍繞著彼此盤旋並且持續失去能量,於是兩者距離越縮越小,最終合而為一。而原本兩顆白矮星合併時應該會爆炸成 Ia 超新星(Type Ia supernova),但這兩顆白矮星碰撞合併後偏偏沒有引發大爆炸,反而達到足夠高的溫度,融合出比氫、氦更重的元素,於是一顆新生恆星就從中誕生了。

加上白矮星合併會產生非常強大的旋轉磁場,如果恆星從中誕生,則根據團隊模型,磁場的確能像渦輪機一樣加速恆星風;其次,燃燒完所有氫氣跟氦氣後才形成的白矮星,能解釋為何新生恆星缺乏這兩種氣體。

這種事件非常、非常、非常罕見,整個銀河系可能不會超過 5 顆來自白矮星合併的新生恆星。

不過,這顆恆星的未來也被科學家算出來了:質量為太陽 1.4 倍的它只有幾千年壽命(超級無敵短)。之後,它的所有燃料將轉化為鐵和更重的元素,然後經歷超新星爆炸,最後其核心成為一顆直徑只有幾公里的中子星。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:NASA

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