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天文学家确认未知物体为超新星爆炸碎片 每隔约9小时亮度反复变化

前瞻网    2021-08-10 09:16

 

天文学家确认未知物体为超新星爆炸碎片 每隔约9小时亮度反复变化

一个被称为LP 40-365的宇宙物体,到目前为止被认为是一颗恒星,但它实际上并不是一颗恒星。或者更确切地说,它不是完整的。

现在,天文学家已经确定,这是一块恒星碎片,是一颗质量更大的恒星遭遇灾难性超新星爆炸时留下的。

那次爆炸的威力如此之大,将LP 40-365抛向了星际空间,其速度之快足以摆脱银河系的引力,完全达到了离开银河系的目标。

它以每秒852公里(529英里)的惊人速度运行,这是一颗罕见的超高速恒星。天文学家发现LP 40-365在旋转,这给我们提供了产生它的爆炸的迹象。

波士顿大学的天文学家Odelia Putterman说:“经历了部分爆炸后仍然存活下来,这是非常炫酷和独特的,只是在最近几年,我们才开始认为这种恒星可能存在。”

银河系中大多数超高速恒星都是死恒星,比如白矮星和中子星。这是因为它们最有可能经历足够猛烈的事件,将它们推向太空;在死亡恒星的例子中,通常是超新星爆炸。

要弄清楚爆炸是怎么发生的就需要一点侦查工作了。利用LP 40-365,研究团队使用了哈勃太空望远镜和NASA的系外行星搜寻望远镜苔丝(TESS)的数据,进一步观察了恒星残骸本身。

由于TESS发现系外行星的方式,它被优化来检测恒星的亮度变化——这就是该团队在LP 40-365中发现的。每8.9小时,它的亮度就会发生变化。

波士顿大学的天文学家JJ赫尔马斯说:“我们深入研究了一点,想弄清楚为什么这颗恒星(反复地)变得越来越亮和越来越暗,最简单的解释是,我们看到它的表面有东西每9个小时就会在视野中来回旋转。”

就其本身而言,这并不奇怪,所有恒星都旋转。但是一颗被超新星引导穿过银河系的恒星8.9小时的自转速度似乎慢得出奇。研究人员能够利用这一点重建超新星发生的信息。

根据之前的研究,我们知道LP 40-365很可能曾经是一个包含大质量白矮星的双星的一部分,它的质量可能是太阳的1.3倍左右。这非常非常接近一个被称为钱德拉塞卡极限的临界质量,钱德拉塞卡极限大约是太阳质量的1.4倍。如果白矮星获得的质量超过这个数,它就会变得不稳定,通常会发生壮观的爆炸,即Ia型超新星。

它们通过吮吸伴星上的双星来获得这些质量,双星的轨道距离足够近,其外部物质被白矮星的重力场吸走。许多白矮星都有双伴星;它的组成和速度都表明,LP 40-365曾经就是这样一个双星的一部分。

这种速度是显而易见的,因为很少有已知的机制可以产生如此高速的恒星。而这颗恒星的组成成分是高度金属的。由于我们知道超新星爆炸会产生重元素,金属丰度和速度使超新星成为最可能的起源。

LP 40-365现在的质量很轻,是太阳的0.14倍。然而,很难判断它是双星中原始白矮星的一部分,还是伴星。这就是恒星的自转速率可以帮助揭示的东西。

通过基于这个速率进行计算,并利用白矮星及其伴星的估计质量,研究人员能够确定LP 40-365确实很可能曾经是这颗正在吞食的白矮星的一部分。

它正处于逃逸轨道上,将在大约530万年后离开银河系。

另一颗恒星发生了什么,大家都在猜测——它很可能也被拖走了,只是方向不同。现在它可能在任何地方。但识别LP 40-365可以帮助我们更好地理解这些高能事件是如何发生的,它们是如何产生重元素的,以及它们的恒星碎片的属性。

这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上。

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