那场重复百万次的年度焰火秀_风闻

原创：牧夫天文

位于仙女座大星系的这颗新星，已产生了观测史上最大残骸（直径400光年），然而它还在年复一年的持续爆发。

上图中GK Persei是一种典型的新星残骸。与从内部将恒星炸开的超新星爆发不同，新星爆发发生在白矮星的表面。在此之前，已观测到的最大新星残骸记录大约是3.5光年宽，但研究人员最近发现的M31N 2008-12a，是一个跨越400光年的新星残骸。

X射线成像: NASA/CXC/RIKEN/D.Takei et al; 

可见光: NASA/STScI; 

射电成像（淡蓝色光晕）: NRAO/VLA

天文学家最近在仙女座大星系发现的这颗新星与众不同，已经持续爆发数百万年，且创造了观测史上最大的残骸。

《自然》杂志上个月发表的这项新研究，不仅是首次在另一个星系中发现这种超级残骸，它还为探测可能大量存在的反复爆发恒星——再发新星——铺平了道路，而且这些发现还可能进一步完善宇宙演化史。

双星共舞

造成这片直径400光年广阔遗迹的，恰恰是最小的恒星之一：白矮星。这类恒星死亡后，其外层被吹走，只剩下致密的核心。

但是对于M31N 2008-12a来说，始作俑者不是普通的白矮星，它还有一个华丽的舞伴（另一颗恒星）。

当白矮星与其舞伴互相环绕运行时（双星系统），会夺取该恒星上未消耗的氢。待这些氢燃料到达白矮星表面时，在其强烈引力作用下，急剧压缩变热。最终，引发核聚变形成氦并释放大量能量，引起剧烈爆炸（参见太阳为什么没有瞬间爆掉），这种现象我们称之为新星。

这种短暂的爆发会以约3％的光速向外喷射物质，导致白矮星亮度提高百万倍。对于M31N 2008-12a，随着时间的推移，反复的爆发在白矮星周围形成了巨大且不断扩大的气体和尘埃茧。

研究数据表明，这个残骸甚至大过几乎所有已知的超新星爆发残余，而这都归功于持续百万年的高频率复发。

M31N 2008-12a 新星残骸，尺寸约450x300光年。

M. J. Darnley et al. (Nature volume 565, pages 460–463 (2019))

一切还将继续

尺寸巨大，并不是M31N 2008-12a唯一桂冠，每年至少一次的超高爆发频率也使得它独占鳌头。“当我们发现M31N 2008-12a每年都爆发时，大家都非常惊讶，”Allen Shafter（圣地亚哥州立大学的共同作者）在新闻发布会上说。其他已知再发新星，最高频率也不过十年一次。

虽然这场年度烟花秀已经持续数百万年，但专家预测它终有停止之日。一旦白矮星超过钱德拉塞卡极限（白矮星的最高质量，约为太阳质量的1.44倍）， 它将无可挽回地炸裂成超新星，或坍缩成中子星。

根据现有理论，接近钱德拉塞卡极限的白矮星会经常发生新星爆发，生成巨大的残骸。这也说明M31N 2008-12a正在为超新星爆发积聚能量。当然，你我是等不到这场终极烟花秀，只能“家祭无忘告乃翁”了。

未来4万年内，答案就会揭晓。无论观测到是Ia型超新星还是中子星，科学家们都会清楚这颗白矮星的构成。

如果再能观测到更多的巨型新星残骸，或许将有助于科学家们进一步研究Ia型超新星。超新星作为宇宙观测的标准烛光，具有精确可预测的亮度，但其形成过程一直没有完全揭秘。进一步了解超新星，或许将有助于揭秘宇宙的发展演变历史。

对于M31N 2008-12a，科学家们急需解决的问题是，超新星爆发前如此巨大的残骸到底是独树一帜，还是会层见迭出呢。如果是后者，寻找超新星就有了更多的线索，科学家们得以设计更好的探测器去寻找更多这种类型的超新星。

『天文时刻』 牧夫出品

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