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双星V射手座将在世纪末爆炸-“夜空中惊人的明亮”

时间:2022-03-25 17:25:05 来源:

LSU天文学研究人员估计,在银河系中,亮度和爆炸性恒星爆炸的峰值比其他任何恒星都更亮。

目前,即使在中型望远镜中,位于人马座星座中的昏暗恒星V Sagittae,V Sge也几乎看不见。然而,在2083年左右,这颗无辜的恒星将爆炸,变得像夜空中可见的最亮的恒星天狼星一样明亮。在这次喷发期间,V Sge将是银河系中最发光的恒星。这项预测是由路易斯安那州立大学物理与天文学系的天文学家Bradley E. Schaefer,Juhan Frank和Manos Chatzopoulos在美国夏威夷州檀香山举行的第235届美国天文学会会议上首次提出的。

LSU物理与天文学系的名誉教授Bradley E. Schaefer表示:“我们现在对V Sge的未来有很强的预测。”“在接下来的几十年中,这颗恒星将迅速变亮。在2083年左右,它的吸积率将急剧增加,大量物质以难以置信的高速率洒落到白矮星上,而这种物质则被燃烧掉了。在这颗死亡螺旋星的最后几天,来自伴星的所有质量将落在白矮星上,并从正在融合的恒星上产生超大质量的风,其表现像天狼星一样明亮,甚至可能像金星一样明亮。”

路易斯安那州立大学物理与天文学系名誉教授Bradley E. Schaefer。

V Sge是一个称为Cataclysmic Variables(CVs)的大型恒星类恒星系统,由一个围绕白矮星的双星轨道中的普通恒星组成,正常恒星的质量正在缓慢地坠落到白矮星上。CV包括多种类型的双星,通常具有引人注目的行为。V Sge是所有CV中最极端的一种,其发光强度是所有其他已知CV的近100倍,并且正在为恒星恒星提供动力,该恒星恒星的风速等于最大恒星在其死亡之前的风速。这两个极端性质是由于正常恒星的质量比白矮星的质量大3.9倍而造成的。

Schaefer说:“在所有其他已知的CV中,白矮星的质量要比正常运行的恒星大,因此V Sge绝对是独一无二的。”

“以前,天文学家对V Sge进行了研究,意识到这是一个具有极端特性的不寻常系统,” Frank说。“但是,没有人意识到二进制轨道正在迅速地激发人的气息。”

这种认识来自对V Sge在旧天空照片上的亮度的常规测量,该照片现在保存在哈佛大学天文台中,提供了追溯到1890年的详细历史记录。

令人惊讶的是,从1890年代初到最后十年,V Sge的系统亮度已经提升了2.5倍,达到10倍。从美国变星观测者协会(AAVSO)的数据库中收集的档案数据证实了这种空前的行为,从1907年到最近几年,V Sge的增亮幅度约为2.4倍,约为10倍。

弗兰克说:“ V Sge正在以成倍的时间尺度89年获得光度指数。”“这种增亮只能导致质量下降的速度从正常伴星上以指数方式增加,最终是因为双星轨道迅速向内吸气。”

“考虑到轨道的快速衰减,V Sge的命运已经确定,” Schaefer说。“关键而简单的物理学源于V Sge,其伴星比白矮星大得多,因此迫使质量传递率呈指数增长。展望未来的几十年,V Sge将以越来越高的亮度迅速发展。不可避免地,这种螺旋上升将达到高潮,而正常恒星中的大部分气体都将落在白矮星上,所有这些都将在最后几周和几天之内完成。下降的质量将释放出巨大的重力势能,驱动前所未有的恒星风,并将系统的光度提高到峰值时超新星的水平。”

爆炸事件将在一个月内达到最高亮度,将两颗星合并为一颗星。合并的最终结果将产生一颗具有退化的白矮星核心的单颗恒星,即一个氢燃烧层,周围环绕着一个主要由氢组成的巨大气体包裹层。

Schaefer说:“从89年翻倍时间尺度的这一关键的新输入中,可以直接使用标准方程式来描述V Sge的未来演化,所有这些方程均使用描述了许多物理机制的标准方程式来进行。”

这些计算为螺旋式合并提供了一个有力的答案,因为最终合并事件将在2083年左右发生。弗兰克说:“这一日期±的不确定性是16年,主要是由于由于历史记录中亮度的巨大内在抖动,无法对倍增的时间尺度进行完美测量。”“因此,合并将大约在2067年至2099年之间,很可能接近此范围的中间。”

Schaefer说:“因此,V Sge在夜空中显得惊人地明亮。“这比一个多世纪以来有史以来最明亮的已知新星(-0.5)明亮得多,上一次“来宾星”出现的最后一次亮点是开普勒的1604年的超新星。

“现在,全世界的人们都知道,他们将看到天鹅座天鹅天鹅下方的箭头所指,一个奇妙的来宾星在空中发光了一个月左右,这是最明亮的,”谢弗说。


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