注定要爆炸的稀有恒星終于證實了天文預(yù)測

每顆掛在傍晚蒼穹上的星星總有一天會死去，它的光芒會被熄滅，它的火焰會在日益減少的宇宙末日中冷卻。

我們并不總是知道什么時候，但對于距離地球約 150 光年的雙星系統(tǒng)來說，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了確切的死亡時間。大約 230 億年后，這兩顆白矮星注定要一起撞擊。

至少，如果不是因為兩者都會在這次命中注定的合并之前被一場壯觀的爆炸——一顆 Ia 型超新星——我們衡量宇宙距離的標尺之一——消滅。

我們已經(jīng)知道白矮星可能是 Ia 型超新星的幕后推手，但這一發(fā)現(xiàn)最終證實了一個理論預(yù)測：大多數(shù)照亮天空的 Ia 型超新星的前體不是一顆白矮星，而是雙星系統(tǒng)中的兩顆白矮星。

“伴星是第二個白矮星是很大一部分 Ias 型的自然解釋，因為這種類型的系統(tǒng)在銀河系中相當多，但我們從未發(fā)現(xiàn) a） 一個足夠大的系統(tǒng)，它肯定會以 Ia 型的形式爆炸，以及 b） 這個事件類似于宇宙的年齡，“英國華威大學的天體物理學家詹姆斯·芒迪 （James Munday） 告訴 ScienceAlert。

“通過這一新發(fā)現(xiàn)，我們兩者都找到了，而且這個系統(tǒng)距離地球（基本上是我們的銀河系鄰居）如此之近，這一事實給人的印象是，應(yīng)該有更多的這些系統(tǒng)隱藏在視線中，我們有能力識別更遠的這些系統(tǒng)。”

白矮星不是生活星星。我們俗稱的活星是那些在主序上，仍在其核心的熔爐中熔化氫的恒星。當氫耗盡時，恒星就會死亡。外層包層被彈出，不再由聚變的外部壓力支撐的堆芯在重力作用下坍塌。

對于宇宙中最小、數(shù)量最多的恒星，質(zhì)量約為太陽的 8 倍，這個核心是白矮星，這是一種質(zhì)量高達 1.4 個太陽左右的超致密天體，擠在一個大小介于地球與月球.該質(zhì)量限制稱為Chandrasekhar 限制，白矮星在變得不穩(wěn)定之前可以達到的最大質(zhì)量。

由白矮星突破其質(zhì)量極限而產(chǎn)生的 Ia 型超新星是一個非常重要的超新星。這樣的爆炸有助于在宇宙中播下被封存在核心中的重元素的種子，這些元素是恒星在主序列上時進行的聚變的產(chǎn)物。Ia 型超新星也具有已知的比亮峰值，這使它們成為測量的絕佳工具通往宇宙的距離.

由于銀河系中存在大量的白矮星雙星，科學家們認為它們是解釋大量 Ia 型超新星的主要候選者。

只有一個問題。要產(chǎn)生 Ia 型超新星，這兩顆恒星必須足夠近，以便其中一顆恒星能夠從它的兄弟姐妹身上撕下足夠的物質(zhì)，從而超過其 Chandrasekhar 極限并坍縮。

這樣的系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)——但它們螺旋旋轉(zhuǎn)足夠接近所需的時間甚至遠不及當前的宇宙年齡，即 138 億年。

當 Munday 和他的同事在DBL 調(diào)查，他們知道他們發(fā)現(xiàn)了美好的東西。

“發(fā)現(xiàn)這兩顆恒星之間僅相隔地太陽距離的 1/60，我很快意識到我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了第一個雙白矮星雙星，這無疑將導致在接近宇宙年齡的時間尺度上出現(xiàn) Ia 型超新星，”他說.

“最后，我們作為一個社區(qū)現(xiàn)在可以肯定地占銀河系 Ia 型超新星發(fā)生率的百分之幾?！?/p>

眾所周知的 WDJ181058.67+311940.94 的總質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的 1.56 倍，軌道周期超過 14 小時。隨著億萬年的過去，這兩顆恒星的軌道會逐漸衰變，使它們越來越靠得越來越近，直到——啜飲......繁榮！– 它們突然出現(xiàn)在 Ia 型超新星中。

那一天是 230 億年后;到那時，地球，可能還有人類，將早已不在，太陽本身將演變成一顆白矮星......所以，好消息是，我們沒有任何危險。

這一發(fā)現(xiàn)確實為我們提供了第一個具體的證據(jù)，使我們能夠直接將 Ia 型超新星追溯到白矮星雙星，它向我們展示了在尋找類似系統(tǒng)時要尋找什么。

“雙白矮星是 Ia 型超新星祖先的整個預(yù)期，更不用說它們的主要起源了，這完全是理論上的，沒有觀測支持，”Munday 告訴 ScienceAlert。

“通過這一發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)了第一顆雙白矮星，它無疑將作為 Ia 型在我們的銀河系門炸。事實上，我們現(xiàn)在可以將銀河系中 Ia 型超新星的速率的百分之幾歸因于雙白矮星，而以前是零。

該研究已發(fā)表在自然天文學.

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