克卜勒望遠鏡發現前所未有的超級爆發 矮新星亮度突增1600倍

2020-12-23 cnBeta

美國宇航局(NASA)的克卜勒太空望遠鏡非常擅於通過檢測恆星亮度的微弱變化,來發現遙遠系外行星的微妙痕跡。在執行任務期間克卜勒已經成功發現了很多新世界,但近期的發現可能是迄今為止最有趣的發現之一。

正如研究人員在《皇家天文學會月報》中的一篇新論文中所描述的那樣,克卜勒發現了一次前所未有的「超級爆發」(super-outburst)。它來自一顆以前未知的矮新星恆星系統。在不到24小時裡,矮新星亮度突增達1600倍,然後慢慢消弱消失。

正在研究的矮新星恆星系統由一顆白矮星和一顆褐矮星組成,其質量大約是白矮星的十分之一。白矮星是一顆老化類太陽恆星的殘餘核心,在地球體積大小的球體中,含了大約相當於太陽質量的物質。褐矮星是一種質量在10到80倍木星之間的天體,因為它太小了,無法進行核聚變。這顆褐矮星每83分鐘繞著這顆白矮星轉一圈,距離只有25萬英裡(約40萬公裡),大約是從地球到月球的距離。

它們的距離如此之近,以至於白矮星的強大引力,將棕矮星的物質剝離,像吸血鬼一樣吸走了它的精華。剝離的物質在向白矮星旋轉時形成一個圓盤(稱為吸積盤)輸入。當這個矮新星恆星系統經歷了一次超級爆發,亮度會增加1000倍以上。

克卜勒太空望遠鏡捕捉到了整個事件,觀察到亮度緩慢上升,然後迅速增強。雖然理論上預測到了突然的亮度變化,但緩慢開始的原因仍然是一個謎。吸積盤物理的標準理論不能預測這種現象,隨後在另外兩次矮新星超爆發中觀察到了這種現象。

觀測顯示,圓盤的溫度從正常狀態下的大約5000-10000°F(2700-5300°C)上升到超爆發高峰期的17000-21000°F(9700-11700°C)。這種類型的矮新星系統相對罕見,已知僅有約100顆。

這個天體的探測,為探測隱藏在克卜勒數據中更罕見的事件帶來了希望。研究團隊計劃繼續挖掘克卜勒數據,以及來自另一個系外行星獵人:凌日系外行星調查衛星苔絲號(TESS)任務的數據,以尋找其他瞬變。

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