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    爭取活到2083年,見證這顆恒星的爆炸,成為夜空中最亮的星

    時間:2020-05-05 00:20:28 來源:本站 閱讀:4121079次

    目前位于天箭座的暗星V Sagittae(即V Sge星),即使在中型望遠鏡中也幾乎看不見。然而大約在2083年,這顆恒星將會爆炸,變得和比夜空中可見的最亮恒星天狼星還要明亮。在這次爆炸期間,V Sge星將是銀河系中最亮的恒星。路易斯安那州立大學物理與天文學系的天文學家Bradley E.Schaefer、Juhan Frank和Manos Chatzopoulos首次在美國天文學會火奴魯魯第235屆會議上提出了這一預測,那么到2083年你多少歲了?

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    路易斯安那州立大學物理與天文學系名譽教授布拉德利·E·謝弗(Bradley E.Schaefer)說:我們現在對V Sge星未來有一個強有力的預測,在接下來的幾十年里,這顆恒星將迅速變亮。大約在2083年,它的吸積率將災難性地上升,以令人難以置信的高速度將質量溢出到白矮星上,這種物質會燃燒殆盡。在這種死亡螺旋的最后幾天,伴星的所有質量都將落到白矮星上,從合并恒星產生超大質量的風,看起來比天狼星還要明亮,甚至可能像金星一樣明亮。

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    V Sge星是一個被稱為食變雙星(CVs)大而多樣的恒星系統,由一顆普通恒星組成,在雙星軌道上圍繞一顆白矮星運行,在那里,正常恒星的質量正在慢慢落到白矮星上。食變雙星包括多種類型的雙星,通常具有壯觀的行為。V Sge星是所有食變雙星中最極端的,大約比所有其他已知食變雙星亮度高100倍,并為巨大的恒星風提供動力,相當于最大質量恒星死亡前的風力。這兩個極端性質是因為正常恒星質量是白矮星的3.9倍。

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    在所有其他已知的食變雙星中,白矮星比繞軌道運行的正常恒星質量更大,所以V Sge星是完全獨特的。之前,天文學家們已經研究過V Sge星,意識到它是一個具有極端性質的不尋常系統。然而,沒有人意識到雙星軌道正在以非??斓乃俣刃D。這一認識來自于對V Sge星亮度的常規測量,這些照片現在存檔在哈佛大學天文臺,提供了可以追溯到1890年的詳細歷史。令人吃驚的是,從19世紀90年代初到近十年,V Sge星已經系統地變亮了10倍,2.5個星等。

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    這一史無前例的行為,得到了從美國變星觀測者協會(AAVSO)數據庫收集的檔案數據證實,數據顯示,從1907年到近幾年,V Sge星的亮度增加了近10倍,即2.4星等。到了1989年,V Sge星的發光度呈指數級增長,時間尺度翻了一番。這種變亮只能在正常伴星質量下降速度呈指數增長的情況下才能產生,最終是因為雙星軌道正在快速地向內旋轉??紤]到軌道的快速衰變,V Sge星命運是注定的,關鍵而簡單的物理學源于V Sge星的伴星比白矮星質量大得多,因此迫使質量傳輸率呈指數上升。

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    預計未來幾十年,V Sge星將隨著亮度的增加而快速螺旋狀上升。不可避免地,這種螺旋狀旋轉將達到高潮,正常恒星中的大部分氣體,將在最后幾周和最后幾天內落到白矮星上。這種下降的質量將釋放出巨大的引力勢能,推動前所未有的恒星風。這一切都將在最后幾周和最后幾天內達到頂峰。這個爆炸性的事件將在一個月內達到峰值亮度,兩顆星合并成一顆星。合并最終結果將產生一顆單星,它有一個簡并的白矮星核心,一個氫燃層,被一個巨大的氣體包層包圍,其中大部分是氫氣。

    不確定度為±16年

    從89年加倍時間尺度的關鍵輸入,可以直接計算V Sge星的未來演化,所有這些都使用描述涉及許多物理機制的標準方程。由于最終合并事件將在2083年左右發生,所以計算給出了一個強有力的答案,說明了螺旋合并發生時的亮度。這個日期的不確定度為±16年,主要是由于歷史記錄中亮度的巨大內在抖動,沒有完美地衡量加倍的時間尺度。因此,合并時間大約在2067到2099年之間,最有可能在此范圍的中間附近。

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    因此,V Sge星將在夜空中顯得驚人的明亮,這比一個多世紀前已知最亮的新星(-0.5)要亮很多,上一次任何‘客星’看起來更亮是在1604年開普勒的超新星。屆時全世界的人都知道,他們將看到一顆奇妙的客星作為天空中最亮的星星,閃耀一個月左右。不過2083年左右也是一個比較遙遠的未來,你能等到那個時候嗎?也許這是一個傷感的問題,畢竟歲月不饒人,生命有盡時??!

    博科園|研究/來自:路易斯安那州立大學

    博科園|科學、科技、科研、科普

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