原标题:泪珠星揭示隐藏的超新星厄运
- 华威大学领导的国际团队罕见地发现双星系统朝向超新星
- 恒星系统的命运是从其不寻常的光变化中确定的,这是一颗恒星被一个巨大的白矮星伴星扭曲成泪珠形状的迹象
- 来自此类恒星系统的超新星可用作测量宇宙膨胀的“标准烛光”
天文学家通过发现一颗泪珠状恒星的迹象,罕见地看到了两颗恒星正在走向毁灭。

悲惨的形状是由附近的一颗巨大的白矮星以其强烈的引力扭曲恒星造成的,这也将成为最终将两者都消耗掉的超新星的催化剂。由华威大学领导的一个由天文学家和天体物理学家组成的国际团队发现,它是已发现的极少数恒星系统之一,有朝一日会看到一颗白矮星重新点燃其核心。
该团队今天(7 月 12 日)在《自然天文学》上发表的新研究证实,这两颗恒星处于螺旋的早期阶段,可能会以 Ia 型超新星结束,这种类型有助于天文学家确定宇宙膨胀的速度。
这项研究得到了 Deutsche Forschungsgemeinschaft(DFG,德国研究基金会)和科学技术设施委员会(英国研究与创新的一部分)的资助。
HD265435 位于大约 1,500 光年之外,由一颗热亚矮星和一颗白矮星组成,它们以大约 100 分钟的速度彼此紧密环绕。白矮星是“死”的恒星,它们耗尽了所有的燃料并自行坍塌,使它们很小但密度极高。
通常认为 Ia 型超新星发生在白矮星的核心重新点燃,导致热核爆炸时。有两种情况会发生这种情况。首先,白矮星的质量达到了太阳质量的 1.4 倍,即钱德拉塞卡极限。HD265435 适合第二种情况,即由多颗恒星组成的紧密恒星系统的总质量接近或高于此限制。只有少数其他恒星系统被发现会达到这个阈值并产生 Ia 型超新星。
来自华威大学物理系(曾隶属于波茨坦大学)的主要作者 Ingrid Pelisoli 博士解释说:
“我们并不确切知道这些超新星是如何爆炸的,但我们知道它必须发生,因为我们看到它发生在宇宙的其他地方。
“一种方法是,如果白矮星从热亚矮星吸积足够的质量,那么当它们彼此绕轨道运行并越来越靠近时,物质将开始逃离热亚矮星并落到白矮星上。另一种方式是,因为它们正在失去引力波发射的能量,所以它们会越来越近,直到它们合并。一旦白矮星从任何一种方法中获得足够的质量,它就会变成超新星。”
使用来自美国宇航局过境系外行星调查卫星 (TESS) 的数据,该团队能够观察到热亚矮星,但不能观察到白矮星,因为热亚矮星要明亮得多。然而,亮度随着时间的推移而变化,这表明这颗恒星被附近的一个大质量物体扭曲成泪珠形状。使用帕洛玛天文台和 WM 凯克天文台的径向速度和旋转速度测量值,并通过模拟大质量物体对热亚矮星的影响,天文学家可以确认隐藏的白矮星与我们的太阳一样重,但略小于地球的半径。
结合热亚矮星的质量,这颗恒星的质量是太阳质量的 0.6 倍多一点,两颗恒星都具有产生 Ia 型超新星所需的质量。由于这两颗恒星已经足够接近,可以开始螺旋靠近,这颗白矮星将不可避免地在大约 7000 万年后变成超新星。专门为这项研究产生的理论模型预测,热亚矮星在与其伴星合并之前也会收缩成为一颗白矮星。
Ia 型超新星作为“标准烛光”对宇宙学很重要。它们的亮度是恒定的,并且是特定类型的光,这意味着天文学家可以将它们应有的亮度与我们在地球上观察到的亮度进行比较,并从中精确地计算出它们的距离。通过观察遥远星系中的超新星,天文学家将他们所知道的这个星系移动的速度与我们与超新星的距离结合起来,计算出宇宙的膨胀。
“我们越了解超新星的工作原理,就越能更好地校准标准烛光。这在目前非常重要,因为我们从这种标准蜡烛中得到的东西与我们通过其他方法得到的东西之间存在差异。
“我们对超新星的形成方式了解得越多,就越能理解我们所看到的这种差异是因为我们没有意识到或没有考虑到的新物理学,还是仅仅因为我们低估了这些距离的不确定性.
“估计和观察到的星系超新星发生率与我们看到的祖先数量之间还有另一个差异。我们可以通过观察许多星系,或者通过我们从恒星演化中知道的信息来估计我们的星系中将有多少超新星,而且这个数字是一致的。但是如果我们寻找可以成为超新星的物体,我们还不够。这一发现对于估计热亚矮星和白矮星双星的贡献非常有用。似乎仍然不是很多,我们观察到的渠道似乎都不够。”
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