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爆炸性发现:双星可能与爆炸合并

J0923+28双星系统由两颗白矮星组成:一颗可见恒星的重量是太阳的23%,直径大约是地球的四倍;另一颗看不见的伴星的重量是地球的44%,直径大约一个地球。这些恒星目前相距约22万英里,每小时绕一次轨道运行。这些恒星将在大约1亿年后相互螺旋并合并。

天文学家发现了几十个以前未知的双星系统,每一个系统都将以其两颗小而致密的恒星之间的碰撞引发的壮观爆炸而告终。

所有新发现的双星系统都由两颗白矮星组成。正是这些恒星在每个系统中都处于碰撞过程中。

白矮星是一颗类似太阳的恒星在死亡时从外层喷出时留下的炽热的死核。它们密度惊人,将相当于太阳的物质打包成地球大小的球体。一勺的重量会超过一吨。

马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的天文学家沃伦·布朗说:“这些是地球大小的奇怪系统的物体,它们以小于太阳半径的距离相互环绕。”他是两篇报道这一发现的论文的主要作者。

天文学家发现了12个双星白矮星系统,其中大约一半的系统可能会看到它们的恒星合并成一个,即爆炸。

科学家估计,最紧密的双星系统,其中两颗恒星每小时绕一周,将在大约1亿年后合并。

白矮星轻量级

这项调查中发现的白矮星相对较轻,质量仅为太阳的20%左右。它们几乎完全是由氦组成的,不像普通的白矮星是由碳和氧组成的。

西班牙加那利群岛天文研究所的天文学家、该研究的合著者卡洛斯·阿连德·普列托说:“这些白矮星经历了一个巨大的减肥计划。”“这些恒星的轨道如此之近,以至于潮汐力,就像地球上摇摆的海洋一样,导致了巨大的质量损失。”

因为它们彼此旋转得如此之近,白矮星的引力可以搅动它们周围的时空,产生膨胀的涟漪,称为引力波。科学家们尚未直接探测到的这些波,被认为会带走轨道能量,导致恒星螺旋闭合。

碰撞路线恒星

新发现的六个合并白矮星的恒星系统是已知的合并为一的双星系统的数量之多。“我们已经将已知的合并白矮星系统的数量增加了两倍,”同样来自哈佛-史密森天体物理中心的作者Mukremin Kilic说。“现在我们可以开始了解这些系统是如何运作的,以及它们在不久的将来可能会变成什么样子。”

当两颗白矮星合并时,它们的总质量可能超过临界点,导致它们引爆并爆炸为Ia型超新星。

布朗和他的同事认为,他们发现的合并双星可能是不那么耀眼的超新星的一种超新星爆发源,这种超新星的爆发比正常的Ia型超新星微弱100倍,Ia型超级新星只喷出20%的物质。

布朗说:“我们的白矮星合并的速度与发光不足的超新星的速度相同,大约每2000年就有一颗。”“虽然我们不能确定我们合并的白矮星是否会像亮度不足的超新星一样爆炸,但两者的比率相同这一事实极具启发性。”

宣布他们发现的论文将发表在即将出版的《皇家天文学会月报》上。


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