距离我们仅150光年的一对白矮星将爆发比月球亮10倍的爆炸

地球的附近发现了一颗宇宙定时炸弹!距离仅 150 光年,一对白矮星正处于死亡漩涡中,注定会爆发成 1a 型超新星。这一发现证实了长期以来的理论,并有助于揭开这些耀眼夺目、宇宙尺度爆炸背后的秘密。虽然它要到 230 亿年后才会爆发,但一旦爆发,其光芒将比月球更耀眼,并在宇宙中留下印记。

图片

在这张照片中,我们捕捉到了双星第一颗白矮星爆炸的瞬间,它向附近的伴星猛烈喷射物质,而伴星也正处于爆炸的边缘。这一事件将在大约 230 亿年后发生,但两颗恒星在短短 4 秒内就爆炸了。图片来源:华威大学/马克·加利克

华威大学的天文学家在距离地球仅 150 光年的地方发现了一个极其罕见且质量巨大的双星系统。这两颗恒星是一对白矮星,它们被锁定在一条紧密的轨道上,最终将发生碰撞并爆炸,形成1a 型超新星。爆炸发生时,预计其亮度将比夜空中的满月高出十倍。

1a 型超新星是一种独特的恒星爆炸,天文学家将其用作测量宇宙距离的“标准烛光”。当白矮星(恒星死亡后留下的致密核心)质量过大、变得不稳定并爆炸时,就会发生此类爆炸。

多年来,科学家一直认为,大多数 1a 型超新星都来自两颗紧密绕行的白矮星系统。在这些罕见的系统中,质量较大的恒星会逐渐从其伴星上吸走物质。随着质量的增加,一颗或两颗恒星最终会爆炸。

这一新发现于今天(4 月 4 日)发表在《自然天文学》杂志上,标志着首次确认观测到这样的系统,而且它就在我们自己的银河系附近。

这是双白矮星双星系统爆炸的影片。该模拟由 James Munday 及其合作者在 LINK 上发表在《自然天文学》杂志上。Ruediger Pakmor 博士(马克斯普朗克天体物理研究所)负责进行此模拟并授权分享,功不可没。双白矮星的总质量是迄今为止已知的最高,达到太阳质量的 (1.555+-0.044) 倍。正在获得物质的较大质量恒星的质量为 (0.834+-0.039) 个太阳质量,而质量较小的恒星的质量为 (0.721+-0.020) 个太阳质量。图片来源:Ruediger Pakmor 博士(马克斯普朗克天体物理研究所)

华威大学博士研究员、此项研究的负责人詹姆斯·蒙迪 (James Munday) 表示:“多年来,人们一直在期待一个本地大质量双白矮星双星的出现,所以当我第一次在我们银河系门口发现这个总质量非常大的系统时,我立刻感到兴奋不已。”

“我们与一支由四名来自华威大学的天文学家组成的国际团队一起,立即在世界上一些最大的光学望远镜上追踪了该系统,以确定它到底有多紧凑。”

“当发现两颗恒星之间的距离仅为地球与太阳距离的 1/60 时,我很快意识到我们已经发现了第一颗双白矮星,它无疑将在接近宇宙年龄的时间尺度上引发 1a 型超新星。”

“最终,我们作为一个团体现在可以确定地解释银河系中 1a 型超新星发生率的百分之几。”

注定爆炸

值得注意的是,詹姆斯的新系统是迄今为止已证实的同类系统中质量最大的,总质量是太阳的 1.56 倍。如此高的质量意味着,无论如何,恒星注定会爆炸。

然而,这次爆炸还要再过 230 亿年才会发生,而且尽管这颗超新星距离我们的太阳系如此之近,它也不会危及我们的星球。

大灾变倒计时

目前,这两颗白矮星正悠闲地绕着对方旋转,轨道周期超过 14 小时。数十亿年后,引力波辐射将使这两颗恒星相互旋转,直到超新星爆发时,它们的运动速度将非常快,仅需 30 至 40 秒即可完成一次轨道运行。

华威大学助理教授、第三作者 Ingrid Pelisoli 博士补充道:“这是一个非常重要的发现。在我们银河系门口发现这样的系统表明它们一定比较常见,否则,我们需要看得更远,搜索我们银河系的更大范围,才能遇到它们。

“不过,找到这个系统并不是故事的结束,我们对 1a 型超新星前身的调查仍在进行中,我们期待未来有更多令人兴奋的发现。我们正在一点一点地接近解开 1a 型爆炸起源之谜。”

罕见的四连爆

对于超新星事件,质量将从一颗矮星转移到另一颗,通过四重爆炸导致罕见而复杂的超新星爆炸。质量增加的矮星的表面首先在积累物质的地方爆炸,导致其核心再次爆炸。这会向四面八方喷射物质,与另一颗白矮星相撞,导致该过程重复进行第三次和第四次爆炸。

爆炸将彻底摧毁整个系统,其能量水平是最强大核弹的千万亿亿倍。

精彩结局

数十亿年后,这颗超新星将成为夜空中非常强烈的光点。相比之下,一些最亮的物体会因此显得黯淡,其亮度可达月球的 10 倍,木星的 20万倍。

编译自/ScitechDaily