大多数人都熟悉医疗环境中的 X 射线,它们有助于生成骨骼图像或诊断肺病等疾病。 在这些情况下,X 射线是通过人造光源产生的。许多人没有意识到的是,天体也能发出 X 射线辐射。"一些宇宙现象会自然产生 X 射线,"该研究的第一作者 ,华沙大学天文台 Przemek Mróz 博士说。"例如,X 射线可能是由高温气体落到白矮星、中子星或黑洞等紧凑物体上产生的。 X射线也可以由电子等带电粒子减速产生"。
经典新星爆发的艺术印象。 图片来源:Krzysztof Ulaczyk / 华沙大学天文台,编辑
一个研究小组在麦哲伦云中发现了29个不寻常的天体,麦哲伦云是靠近银河系的两个卫星星系。 这些天体表现出令人惊讶的行为:在通常持续几个月的长时间爆发期间,它们的亮度增加了 10 到 20 倍。 其中一些天体每隔几年就会出现一次爆发,而另一些天体在观测期间只爆发一次。
研究小组通过分析华沙大学天文学家领导的光学引力透镜实验(OGLE)巡天收集的 20 多年数据,发现了这些天体。
一个被探测到的天体被命名为 OGLE-mNOVA-11,它在 2023 年 11 月开始爆发,为详细研究提供了一个独特的机会。
"我们用世界上最大的望远镜之一--南部非洲大型望远镜(SALT)观测到了这颗恒星,"Mróz 博士说。"它的光学光谱显示出电离氦、碳和氮原子的特征,表明温度极高。"
尼尔-盖尔斯威夫特天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)也观测到了这颗恒星,并探测到了与60万度摄氏温度相对应的X射线。 由于距离超过 16 万光年,OGLE-mNOVA-11 发出的光亮度是太阳的 100 多倍。
该天体的不寻常特性与"全天空超级新星自动巡天"(All Sky Automated Survey for SuperNovae)于2016年发现的另一个名为ASASSN-16oh的系统非常相似。
"我们认为OGLE-mNOVA-11、ASASSN-16oh和其他27个天体构成了一类新的瞬态X射线源,"Mróz博士说。"我们将它们命名为千新星,因为它们的峰值亮度大约比经典新星低一千倍"。
千新星被认为是由两个天体组成的双星系统,它们以几天的周期相互绕行。 一颗白矮星--一颗曾经是大质量恒星的致密残余物--紧紧地围绕着一颗已耗尽内核中的氢并膨胀起来的亚巨星。 两颗恒星之间的接近使得物质从亚巨星流向白矮星。
X射线的来源仍然是个谜,但科学家们提出了两种可能的解释。 一种情况是,X 射线可能是亚巨星的物质落到白矮星表面释放能量时产生的。
另一种情况是,X射线可能是白矮星表面热核失控产生的。随着白矮星上物质的积累,氢气被点燃,引起了热核爆炸--但并没有剧烈到足以喷射出物质。
如果后一种假设是正确的,那么千新星可能会在天体物理学中发挥至关重要的作用。 随着白矮星质量的增长,它最终会达到一个临界值(大约 1.4 个太阳质量),这时它可能会爆炸成为 Ia 型超新星。
天文学家利用 Ia 型超新星作为测量宇宙距离的标准烛光。 对 Ia 型超新星的观测尤其有助于发现宇宙正在加速膨胀,这一发现获得了 2011 年诺贝尔物理学奖。 然而,Ia 型超新星的确切原生体仍然未知。
编译自/ScitechDaily
DOI: 10.3847/2041-8213/ad969b