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天文学家首度预测2022年天空中将发生非常明亮的新星爆发:食双星KIC 9832227

来源: 神秘的地球
时间:2017年1月09日
   天鹅座恒星形成区的X光影像。 PHOTOGRAPH BY NASA

天鹅座恒星形成区的X光影像。 PHOTOGRAPH BY NASA

这是由多张照片所组合成的蟹状星云影像,这是在大约一千年前的一次超新星爆发所产生的遗骸,当年的爆发在地球上用肉眼就能看见。 PHOTOGRAPH BY NASA,

这是由多张照片所组合成的蟹状星云影像,这是在大约一千年前的一次超新星爆发所产生的遗骸,当年的爆发在地球上用肉眼就能看见。 PHOTOGRAPH BY NASA, ESA, J. HESTER (ARIZONA STATE UNIVERSITY)

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Nadia Drake 编译:胡佳伶):天文学家首度预测,天空中将发生非常明亮的新星爆发事件,甚至不需望远镜,用肉眼就能看到!

再过五年,你就有可能目睹夜空中出现一颗新的星星。这颗新星会像是宇宙中的一颗宝石,在天鹅座北边的翅膀闪闪发亮,时间将长达好几个月。

这是天文学家首度大胆预测,有个特别的恒星系统,会在某一段特定时间内发生爆发,亮度将暴增1万倍以上。在地球用肉眼就能看见这次的爆发现象,亮度甚至媲美北极星。

这次爆炸是两颗在宇宙中互绕起舞的恒星合并,形成红新星爆发的结果,这将让天鹅座多了一颗闪闪发亮的新星。这个新星发生爆发的时间应该非常短暂。 「我们预测爆发的时间会在2022年前后大约一年的时间内,」卡尔文学院(Calvin Colleg)的天文学家拉瑞.莫纳尔(Larry Molnar)表示。 2017年1月6日,他在美国天文学会(American Astronomical Society)于德州格雷普韦恩(Grapevine)举行的会议上,报告了这个预测。

「这个爆发会非常明显,每个人都能在天空中看到。等到了2023年,你不需要望远镜,就能告诉我,当年我的预测究竟是对是错。

两颗麻烦恒星

在天文学的历史上,要能像这样,为恒星爆炸倒数计时的经验是非常特别的。一般来说,我们就是等着,希望忽然有恒星爆炸时,我们能刚好有个望远镜,在对的时间指向对的地点。

莫纳尔表示,「这是首度能够预测恒星爆炸事件,我们不知道这个预测究竟会不会成真,不过这还是第一次能做出这样的预测。」

这个恒星系统称为KIC 9832227,距离我们约有1800光年远,是一对食双星。也就是说,这两颗星互绕旋转,从地球看过去,这两颗星在经过另一颗星前方时,会短暂遮掩住对方的光芒。

一直到不久以前,天文学家才知道天空中这个闪烁的亮点,其实不只有一颗星。 2013年,阿帕契顶点天文台(Apache Point Observatory)的天文学家凯伦.杵鞭(Karen Kinemuchi)注意到这个光点的亮度变化,可能是由于两颗恒星周期性遮掩住对方的光芒所造成的。接着卡尔文学院的学生丹尼尔.范.诺德(Daniel van Noord)的研究,证明的确如此。

天文学家根据发生互食的时间和亮度变化,计算出双星系统的其中一颗星大小比太阳大了40%,另一颗星的大小则只有太阳的三分之一,但可不只是这样。天文学家可是用望远镜紧紧盯着KIC 9832227至少15年了,包括美国太空总署的克卜勒望远镜,也监测这个系统将近四年。

科学家现在知道这两颗星真的非常靠近,近到它们甚至共用一个气体外壳──也就是说,当这个系统旋转时,看起来更像是一个太空花生,而不是两个分开的亮点。

「这两个星每11个小时就会互绕一圈,而且两颗星都是呈现同步自转的状态,也就是说,这两颗星永远以同一面面对彼此,」莫纳尔说。

死亡之舞

但根据天文学家超过十年来的观察,他们发现有件怪事正在发生:这两颗恒星互相遮掩的频率越来越快,就好像是它们正在互相盘旋接近似的。

莫纳尔和他的同事利用卡尔文学院的望远镜,持续观测这个系统,获得了超过3万2000张的影像,他们从这些影像计算出,两颗星互相遮掩的频率正在稳定增加。

「这个变化显示,除了重力这样的基本力之外,还有些有趣的事正在这个恒星系统发生。」

这项发现也让我们想起天文学家罗穆尔德.泰仑达(Romuald Tylenda)。他在天蝎座V1309于2008年无预警发生新星爆发前所观测到的现象。在我们认定KIC 9832227会发生双星撞击前,这个研究团队还是得排除有第三颗恒星存在的可能性,也需要验证他们所预测的互食周期变化真的会发生。

他们的最新计算指出,如果这两颗星逐渐合并的速度,和之前天蝎座V1309的趋势类似,那么大约在2022年,它们就会合并成一颗星。当两颗星相撞,就会产生红新星爆发的现象。这种红新星爆发的亮度,介于毁灭性的超新星爆发,和比较普通的经典新星爆发之间。

无论如何,这场恒星烟火秀的亮度,足以让我们在地球上用肉眼就能目睹。

「在我们的银河系内,像这种规模的爆发,大约每十年就会发生一次,」莫纳尔说。 「这次的状况不太一样的地方,是这个系统离我们非常近,因此看起来的亮度会很亮。另一项很特别的地方是,这是天文学家首度能在事前预测新星爆发。」

现在,期待不已的科学家们,就有机会能够在新星爆发发生前、发生时,和发生后,研究这个系统──如果真的会发生爆发的话。

「这个研究主题非常有趣……我们都对恒星究竟什么时候会死亡,有种莫名的执着,」加州理工学院的库卡尼(Shri Kulkarni)说,他是首度确认红新星是一种完全不同恒星爆发现象的科学家。 「虽然这个结果不一定会发生,但也不是完全没可能。」

就算这两颗星不如预期的那样发生爆发,持续监测这个恒星系统仍将提供天文学家许多宝贵的线索,以更清楚了解恒星的生死之谜,或许也能指出扰动恒星轨道的未知力量究竟为何。

莫纳尔表示,「如果这个系统没有爆发,那会很让人失望。但不管发生什么结果,这个恒星系统本身就已经够有趣了。」
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