“100 亿分之一”的恒星系统注定要在炽热的千新星中爆炸

科学家们发现了一个极其罕见的恒星系统,该系统注定会在两颗中子星合并引起的“千新星”中爆炸。

由一颗大质量恒星和一颗死中子星相互绕行组成的罕见双星系统的图示(图片来源:CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani)
由一颗大质量恒星和一颗死中子星相互绕行组成的罕见双星系统的图示(图片来源:CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani)

科学家们首次发现了一个注定要在炽热的“千新星”中爆炸的双星系统,这是一种由两颗恒星尸体合并引起的产生贵金属的爆炸。

千新星——它将把金、银、铂和其他新的重元素送入太空——在数百万年内不会发生。 但是,为这次大规模合并而建立的前体系统仍然是一个罕见的景象,它由一颗大质量恒星和一颗锁定在共享轨道上的致密死中子星组成。 天文学家估计,在我们的银河系中,这样的系统不到 10 个。

“我们知道银河系至少包含 1000 亿颗恒星,可能还有数千亿颗,”美国国家科学基金会 NOIRLab 的天文学家安德烈-尼古拉斯·陈内在一份声明中说 ). “这个非凡的双星系统本质上是一个百亿分之一的系统。在我们的研究之前,估计只有一个或两个这样的系统应该存在于像银河系这样的螺旋星系中。”

Kilonovas 是在两颗中子星(燃料耗尽的大质量恒星坍缩的核心)或一颗中子星和一个黑洞合并时释放的巨大电磁辐射闪光。

Chené 和他的同事使用位于智利 Cerro Tololo 美洲天文台的 SMARTS 1.5 米望远镜发现了距离地球约 11,400 光年的恒星系统 CPD-29 2176。 研究小组推断,双星系统包含一颗小而致密的中子星,由一颗巨大的伴星环绕,而这颗伴星很可能在遥远的未来坍缩成一颗中子星。

研究人员说,大质量恒星有时会爆炸成剧烈的超新星,但这个系统中的中子星显然是被称为剥离超新星的特殊超新星类别遗留下来的。 在这种情况下,这颗曾经强大的恒星在到达其生命的尽头之前,其大部分外部质量都被其轨道伙伴丢失了。 因此,当这颗恒星耗尽燃料并坍塌时,它是这样安静而温和地发生的,没有像双星系统中经常发生的那样发生将其伙伴踢出轨道的大爆炸。

这颗绕轨道运行的大质量恒星现在正在将自己的燃料消耗到太空的虚空中,很可能本身就会变成一颗精简的超新星。 一旦发生这种情况,两颗中子星将紧紧围绕彼此运行。 它们最终会碰撞并合并,在它们死去时发出闪亮的千新星。 研究人员于 2 月 1 日在《自然》杂志上报告了他们的发现。

据 CNN报道,这种宇宙天鹅式俯冲可能需要长达 10 亿年的时间才能形成。 然而,科学家们很高兴在爆炸发生之前研究可能的千新星的前体。

“这个系统揭示了一些中子星的形成只有一个小的超新星冲击,”该研究的主要作者、佛罗里达州安柏瑞德航空大学物理学和天文学助理教授诺埃尔·D·理查森 (Noel D. Richardson)说, 该声明。 “随着我们了解像 CPD-29 2176 这样不断增长的系统数量,我们将深入了解一些恒星死亡可能有多平静,以及这些恒星是否会在没有传统超新星的情况下死亡。”

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