美国国家航空航天局的开普勒目睹吸血鬼恒星系统正在遭受超爆发

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NASA的开普勒(Kepler)太空船旨在通过寻找行星越过恒星表面而变暗的恒星来寻找系外行星。幸运的是,相同的设计使其成为发现其他天文瞬变的理想选择,这些瞬变是随着时间推移而变亮或变暗的物体。对开普勒档案数据的新搜索发现了先前未知的矮新星发生的异常爆发。在不到一天的时间内,系统逐渐变亮了1600倍。

所涉及的恒星系统由一个白矮星和一个棕色矮星伴星组成,其质量大约是白矮星的十分之一。白矮星是一颗衰老的类似太阳的恒星的剩余核心,并且在地球大小的地球中含有大约相当于太阳的物质。褐色矮星是质量介于10至80的木星之间的物体,太小而无法进行核聚变。

棕色矮星每83分钟绕白矮星绕一圈,距离只有250,000英里(400,000公里),大约是地球到月球的距离。它们是如此接近,以至于白矮星的强大引力将褐矮星上的物质剥离,像吸血鬼一样将其本质吸走了。剥去的材料在朝向白矮星盘旋时形成圆盘(称为吸积盘)。

当该系统经历一次超级爆发时,开普勒朝着正确的方向看的机会非常大,增亮了1000倍以上。实际上,开普勒是唯一可以目击它的仪器,因为从当时的地球角度来看,该系统离太阳太近了。开普勒快速的观测节奏(每30分钟采集一次数据)对于捕获爆发的每个细节至关重要。

直到由由位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)的赖安·里登·哈珀(Ryan Ridden-Harper)和澳大利亚堪培拉的澳大利亚国立大学(Australian National University)领导的团队确定后,该事件才一直隐藏在开普勒的档案中。Ridden-Harper说:“从某种意义上说,我们偶然发现了这个系统。我们并不是特别在寻找超级爆发。我们正在寻找任何形式的瞬变。”

开普勒捕捉到整个事件,观察到亮度缓慢上升,随后迅速增强。虽然理论上预言了突然变亮,但起步缓慢的原因仍然是个谜。吸积盘物理学的标准理论无法预测这种现象,随后在另外两个矮新星超爆发中也观察到了这一现象。

Ridden-Harper说:“这些矮新星系统已经研究了数十年,因此发现新事物非常棘手。” “我们看到吸积盘遍布-从新形成的恒星到超大质量的黑洞,因此了解它们非常重要。”

理论表明,当吸积盘达到临界点时会触发超爆发。随着物质的积累,它的大小不断增长,直到外边缘与轨道上的矮星发生重力共振为止。这可能会引发热不稳定性,从而导致磁盘过热。实际上,观察表明,磁盘的温度从正常状态下的大约5,000–10,000°F(2,700–5,300°C)升高到超级磁盘峰值时的17,000–21,000°F(9,700-11,700 C)。爆发。

这种类型的矮新星系统相对罕见,只有大约100个已知。一个单独的系统在两次爆发之间可能会持续数年或数十年,这使得抓住一个系统成为一个挑战。

STScI的合著者Armin Rest说:“对这个物体的检测为发现隐藏在开普勒数据中的更多罕见事件带来了希望。”

该小组计划继续挖掘开普勒数据以及来自另一颗系外行星猎人的数据,即过境系外行星调查卫星(TESS)任务,以寻找其他瞬变。

“开普勒/ K2和现在的TESS对这些动态恒星系统的连续观测使我们能够研究爆发的最早时间,这是地面天文台几乎不可能达到的时域,”彼得·加纳维奇(Peter Garnavich)说道。印第安纳州圣母大学。

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