毁灭倒数中 人马座V星的百年终局(图)


宇宙中,人类观测许多震撼的天体与天文现象。(图片来源:Adobe Stock)

在距离地球约一万光年的天箭座方向,一组看似遥远却备受关注的双星系统,正持续吸引天文学界的目光。这对恒星被称为“人马座V星”,由一颗白矮星与一颗正在衰亡的伴星组成。根据最新研究,它们的相互作用,可能在未来百年内以一次剧烈的超新星爆发画下句点。

人马座V星的两颗恒星,每12.3小时便绕行彼此一周,轨道距离随时间逐渐缩短。天文学家指出,这种不稳定的双星关系,使白矮星不断从伴星身上吸积物质,导致系统亮度异常,并反复出现能量释放事件。

这项研究由一个国际天文学团队完成,研究人员使用欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)上的 X-Shooter 光谱仪,对该系统进行了为期四个月的观测,并将成果发表于《皇家天文学会月刊》。

研究团队指出,人马座V星自1902年被发现以来,一直被视为异常亮度的代表性案例。研究作者之一、天文学家菲尔・查尔斯表示,这套系统的高亮度,来自白矮星吸收伴星物质的过程。当吸积物质在白矮星表面累积并加热时,会引发热核反应,使其在夜空中显得格外明亮。

白矮星是类似太阳的恒星在生命末期留下的核心残骸。当恒星质量不足以发展成中子星或黑洞时,外层物质会被抛射形成行星状星云,留下密度极高的核心。这类恒星的体积大致与地球相当,但质量集中,表面重力可达地球的十万倍。其内部主要由碳与氧构成,外围则包覆着稀薄的氢或氦气层。

在理论上,若不受外界影响,白矮星会随着时间缓慢冷却,最终成为黑矮星。然而,由于宇宙年龄尚不足够长,天文学家认为目前尚未有白矮星完成这一转变。而在人马座V星这样的双星系统中,外在干扰让演化过程显得格外活跃。

观测数据显示,人马座V星是一个典型的“超软X射线源”(SSS),这通常意味着白矮星正从伴星吸积大量物质。此外,研究人员还发现,这对恒星周围环绕着一圈气体,形成明亮的环状结构。

论文第一作者帕西・哈卡拉指出,这个气体环可能是白矮星无法完全吸收转移物质后所形成的结果。相关观测也显示,该系统正在以不稳定的方式剧烈变化,显示其正处于高度活跃的演化阶段。

随着时间推移,伴星所提供的氢元素不断堆积在白矮星表面,当温度与压力达到临界点时,便会引发核聚变反应,造成新星爆发。这类爆发可能持续数天、数周,甚至数月,并可能反复发生。

根据目前的轨道衰减速率推算,人马座V星未来数十年内,仍可能多次出现新星爆发。研究人员估计,最终的超新星事件最早可能发生于2067年前后,但由于恒星演化本身存在不确定性,这一时间点仍属推测。

论文合着者巴勃罗・罗德里格斯-吉尔补充指出,若未来发生新星爆发,人马座V星有机会在短时间内以肉眼可见。而当两颗恒星最终发生剧烈碰撞并引发超新星爆发时,其亮度可能高到即使在白天,也能从地球上观测到。

对天文学家而言,人马座V星不仅是一个壮观的观测目标,也是一个理解恒星生命终章的重要案例。它所呈现的过程,为人类提供了一个罕见的机会,得以近距离观察恒星如何走向最终的转变。

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