精选！“转瞬即逝”：怪异的恒星产生了有记录以来最快的新星

新星是一颗恒星突然的、短暂的、戏剧性的增亮。通常情况下，这颗恒星会在几周或几个月内慢慢消退到其原有的亮度。尽管新星的具体原因会因情况不同而不同，但它们总是涉及到近距离双星系统中的白矮星--两颗受引力约束而围绕对方运行的恒星。

现在，天文学家们在观察到有史以来最快的新星后感到很兴奋。这一不寻常的事件引起了科学家们对一颗更不寻常的恒星的注意。随着他们对它的研究，他们不仅可以找到新星许多令人困惑的特征的答案，还可以找到关于我们太阳系的化学、恒星的死亡和宇宙的演变等更大的问题。

由亚利桑那州立大学的Sumner Starrfield教授、明尼苏达大学的Charles Woodward教授和俄亥俄州立大学的研究科学家Mark Wagner领导的研究小组，于2022年6月14日在《美国天文学会研究笔记》上共同撰写了一份报告。

(资料图)

新星是一个双星系统突然爆发出的亮光。每颗新星都是由白矮星--一颗恒星非常密集的剩余核心--和附近的一颗伴星产生的。随着时间的推移，白矮星从其伴星中吸取物质，这些物质落在白矮星上。白矮星加热了这些物质，引起了一个不受控制的反应，释放出一阵能量。爆炸将物质高速射出，科学家们将其作为可见光观察。

明亮的新星通常会在几周或更长时间内消逝。2021年6月12日，新星V1674 Hercules爆发得如此之亮，以至于肉眼都能看到它--但是在短短一天多的时间里，它就再次变暗了。这种速度水平的新星事件是罕见的，这使得这颗新星成为珍贵的研究对象。

亚利桑那州立大学地球和空间探索学院的天体物理学家Starrfield说：“它只有大约一天的时间，而之前最快的新星是我们在1991年研究的一颗，V838 Herculis，它的亮度在大约两三天的时间内下降。”

当天文学界关注V1674 Hercules时，其他研究人员发现它的速度并不是它唯一不寻常的特征。它发出的光和能量也是脉冲式的。每隔501秒，就会有一次“摆动”，观察者可以从可见光波和X射线中看到。爆炸一年后，这颗新星仍然显示出这种“摆动”，而且似乎已经持续了更长时间。Starrfield和他的同事们继续研究这个怪癖。

Wagner说：“最不寻常的是，在爆发之前就看到了这种摆动，但是当新星的亮度大约为10个星等时，这种摆动也很明显，”他也是正在用来观测新星的大型双目望远镜观测站的科学主管。“人们正试图解决的一个谜团是，是什么驱动了这种周期性，你会在系统的那个亮度范围内看到它。”

研究小组在监测新星爆炸所喷出的物质时也注意到了一些奇怪的现象--某种风，可能取决于白矮星及其伴星的位置，正在塑造物质流入该系统周围的空间。

尽管最快的新星（从字面上看）很耀眼，但它值得进一步研究的原因是，新星可以告诉我们关于我们太阳系甚至整个宇宙的重要信息。

白矮星收集并改变物质，然后在新星爆炸期间用新的物质调换周围的空间。这是空间中物质循环的一个重要部分。新星喷射出的物质最终会形成新的恒星系统。这样的事件也有助于形成我们的太阳系。

“我们总是试图弄清楚太阳系是如何形成的，太阳系中的化学元素是从哪里来的，”Starrfield说。“我们将从这颗新星中了解的事情之一是，例如，这次爆炸产生了多少锂。我们现在相当肯定，我们在地球上拥有的相当一部分锂是由这些类型的爆炸产生的。”

有时，一颗白矮星在新星爆炸过程中并没有失去所有收集的物质，因此在每个周期中，它都会增加质量。这最终会使它变得不稳定，白矮星可能产生1a型超新星，这是宇宙中最明亮的事件之一。每颗1a型超新星都达到相同的亮度，所以它们被称为“标准烛光”。

“标准烛光是如此明亮，以至于我们可以在宇宙中很远的地方看到它们。通过观察光的亮度如何变化，我们可以提出关于宇宙如何加速或宇宙整体三维结构的问题，”Woodward说。“这是我们研究其中一些系统的有趣原因之一。”

此外，新星可以告诉我们更多关于双星系统中的恒星是如何演化到死亡的，这个过程还没有被很好地理解。它们还可以作为实验室，科学家们可以看到核物理学的运作，并测试理论概念。

这颗新星让天文学界大吃一惊。直到一位来自日本的业余天文学家Seidji Ueda发现并报告了它，它才出现在科学家的雷达上。公民科学家在天文学领域发挥着越来越重要的作用，现代技术也是如此。尽管它现在太暗了，其他类型的望远镜无法看到，但由于大型双目望远镜的大口径和其天文台的其他设备，包括它的一对多天体双光谱仪和特殊的PEPSI高分辨光谱仪，该团队仍然能够监测这颗新星。

他们计划调查爆发的原因和导致爆发的过程，其破纪录的下降的原因，观察到的风背后的力量，以及其脉冲亮度的原因。