天文学家识别出两颗注定要在四重爆炸中死亡的白矮星 | 路透社
Will Dunham
华盛顿,4月7日(路透社) - 天文学家发现了两颗强壮的白矮星——高度紧凑的星际余烬——彼此近距离轨道运行,并显然注定要以一种极其剧烈的四重爆炸方式死亡。
这两颗星星在所谓的双星系统中通过引力相互联系,位于我们银河系——银河系,距离地球约160光年——在宇宙尺度上相对较近。光年是光在一年内传播的距离,即95万亿公里。
白矮星是最紧凑的天体之一。质量最多为我们太阳八倍的星星似乎注定以这种方式结束:燃烧它们作为燃料的所有氢。然后,重力使它们崩溃,并在“红巨星”阶段爆炸其外层,留下一个直径约为地球的紧凑核心——白矮星。
“白矮星是绝大多数星星的遗骸,时不时我们会发现两个白矮星围绕彼此运行的系统,”来自英国华威大学的博士研究员詹姆斯·曼迪(James Munday)说,他是发表在《自然天文学》杂志上的研究的主要作者。
研究人员使用四个地面望远镜的数据来研究这个双星系统。一颗白矮星的质量约为我们太阳质量的83%,而另一颗约为72%。曼迪表示,没有其他已知的白矮星双星的总质量更大。
“两者几乎和地球一样大。一颗的直径大约大20%,另一颗大约大50%。这让我们对它们的密度有了一个概念。它是压缩到地球大小的太阳。它们的质量,当它们还是普通恒星时,可能是太阳质量的三到四倍,”华威大学的天体物理学家、研究的共同作者英格丽德·佩利索利说。
已知有几百个由两颗白矮星组成的双星系统。这两颗星比任何其他星体都更靠近彼此。它们之间的距离大约是我们太阳系内行星水星与太阳之间距离的25倍,每约14小时完成一次轨道。
随着双星系统逐渐失去能量,它们之间的距离逐渐缩小,因其质量大且距离近,确保了它们在很长的时间尺度上会死亡。
当它们进一步靠近时,较重的那颗白矮星由于其更强的引力,将开始从较轻的那颗的外层提取物质,并将其质量增加到超过白矮星发生热核爆炸的极限。
这将为一种复杂的爆炸场景做好准备,称为Ia型超新星,在这种情况下涉及四重引爆。
“白矮星由层组成,就像洋葱。它的内层是一个碳和氧的核心,外面包围着一层氦,最后是一层氢,”佩利索利说。
“质量最小的恒星将在它们开始相互作用时向质量较大的恒星转移质量。这将导致较重恒星的氦层变得非常庞大,从而引发一次爆炸。然后,这将引发碳-氧核中的第二次爆炸。这些爆炸的冲击波又会在伴星剩余的氦层中引发第三次爆炸,进而在其碳-氧核中引发第四次爆炸,”佩利索利补充道。
预计这次四重引爆将持续约四秒,从开始到结束。但它不会那么快发生。
研究人员计算出它将在大约226亿年后发生——宇宙大约有138亿年。当爆炸发生时,从地球的角度来看,它将显得比夜空中的月亮亮约10倍——如果地球在现在约45亿年后仍然存在的话。
这是第一次识别出一个显然朝着这个命运前进的双星系统。如果这两颗白矮星之间的距离足够远,以至于较重的那颗不会吸取较轻的物质,它们可能会永远和平共处。
“在更宽的轨道上,它们实际上可以稳定地生活,而没有任何灾难性的未来,但在这里我们知道爆炸将照亮我们银河系的一侧,”蒙代说。
(威尔·邓汉的报道)
(巴西利亚编辑部翻译)
路透社 MCM
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