天文学家在仙女座星系内发现一个“超级残骸”

天文学家在仙女座星系内发现一个“超级残骸”

仙女座星系。Adam Evans

点亮一次不难,难的是100万年里每年都点亮一次。但仙女座星系里就有这样一颗固执的星。

一颗白矮星。

利物浦望远镜拍摄的M31N 2008-12a(白色箭头指示处)周边天区。M. Darnley / 利物浦约翰·摩尔大学

白矮星是中小质量恒星死亡后残留下来的内核。这些恒星——比如太阳死亡时会抛掉外衣,形成一个直径不过几光年的物质壳。

但这颗白矮星与众不同,它制造的物质壳长度和宽度分别达到了440光年和300光年。

利物浦望远镜拍摄的M31N 2008-12a。M. Darnley / 利物浦约翰·摩尔大学

严格地说,这个物质壳,实际上是由两颗星相互作用制造出来的。一颗是白矮星,另一颗是这颗白矮星的伴星——一颗正常的恒星。

有史以来最大的新星残骸。M. J. Darnley

这颗迷你的伴星在较近的距离上,围绕着白矮星飞行。这种操作的后果是,白矮星能够轻易地从它身上攫取物质。

从伴星那里攫取过来的物质被白矮星囤积在身上,强大的白矮星引力场,不断地压缩和加热着这些物质,直至突破临界点,引发强烈的核聚变反应。

核反应让白矮星看起来在瞬间被点亮了,其亮度会在短时内上升到原来的百万倍。在此期间,还会有大量的物质被以光速的3%抛向宇宙空间,形成一个持续膨胀的气体尘埃茧。

这个物质茧,连同制造它的白矮星和白矮星伴星,被称为是人类有史以来发现的首个“超级残骸”。

根据残骸的规模,研究人员推测这对白矮星和伴星组合在100万年内拥有非常高的爆发频率。它们制造出了一颗有史以来再现率最高的新星。再现新星的爆发频率通常是每10年1次,而这颗新星是每年1次。

但这颗白矮星已经来日无多。

合成图。左下由利物浦天文望远镜拍摄,右上由哈勃太空望远镜拍摄。Matt Darnley / 利物浦约翰·摩尔大学

白矮星的质量一旦超过钱德拉塞卡极限——太阳质量的1.4倍,就会爆发成为Ia型超新星,将自己炸得粉碎,或者塌缩成一颗中子星。

白矮星的质量要突破钱德拉塞卡极限,首先必须通过频繁的物质积累,使其自身变得超级巨大。而这一切,M31N 2008-12a基本上已经经历过了。研究人员表示,其所剩的时间,很可能已经不足4万年。

大约4万年后,仙女座星系中或将出现一颗超新星。但你我都无缘看到了。

参阅:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0825-4.epdf