天文速遞 | 03月

01? 地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)正在減速
地球圈層結(jié)構(gòu)的藝術(shù)圖岁疼。Credit: forplayday/Getty Images

最近捷绒,來自北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了他們的最新研究成果暖侨,表明自上世紀(jì)70年代初起字逗,地球內(nèi)核相對(duì)于地幔在同一個(gè)方向存在著超速旋轉(zhuǎn)葫掉;隨后在2009年左右挖息,減速至二者的同步旋轉(zhuǎn);并自此開始绪抛,進(jìn)一步降至內(nèi)核逐漸落后于地幔的旋轉(zhuǎn)速度幢码。研究人員還推斷症副,地球內(nèi)核相對(duì)于地幔的轉(zhuǎn)速贞铣,可能存在約為七十年左右的振蕩周期辕坝。相關(guān)研究成果發(fā)表于2023年1月23日的《自然·地球科學(xué)》雜志上酱畅。

在地表約5155千米以下纺酸,地球存在著一個(gè)固態(tài)內(nèi)核餐蔬,并被包裹在一個(gè)更大的液態(tài)外核之中用含,再向外則是地幔。研究地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)十分重要瘟斜,因?yàn)樗c地球磁場(chǎng)和其它圈層有緊密關(guān)聯(lián):內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)由外核的磁場(chǎng)所驅(qū)動(dòng)螺句,并被地幔的引力作用所影響蛇尚。所以取劫,內(nèi)核旋轉(zhuǎn)的信息可以闡明地球不同圈層是如何相互作用的谱邪。早期的研究認(rèn)為地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)速度是穩(wěn)定的惦银,并且快于地幔的旋轉(zhuǎn)速度扯俱,然而事實(shí)可能并不如此迅栅。

為了弄清楚地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)規(guī)律库继,北大的研究人員利用地震波對(duì)其進(jìn)行分析宪萄。地震波可以在地球內(nèi)部傳播拜英,而不同圈層對(duì)地震波的傳播會(huì)造成不同的影響居凶,地震波的變化就可以反映出地球內(nèi)部的性質(zhì)侠碧。研究團(tuán)隊(duì)具體采用了“重復(fù)地震”的方法抹估,即在同一臺(tái)站記錄發(fā)生在同一地點(diǎn)、不同時(shí)間弄兜、多次地震的地震波药蜻。研究人員記錄了自1964年以來瓷式,通過地球內(nèi)核的重復(fù)地震的地震波,并對(duì)其波形和傳播時(shí)間的差異進(jìn)行了分析语泽。他們發(fā)現(xiàn)贸典,在2009年之前地震波的變化比較明顯踱卵,而從2009年開始地震波幾乎沒有變化廊驼。

研究人員推斷,以地幔為參考系惋砂,地球內(nèi)核的旋轉(zhuǎn)在2009年與地幔接近同步妒挎,并在此之后開始相對(duì)反向。研究人員從數(shù)據(jù)中還觀察到班利,上一次類似的轉(zhuǎn)向現(xiàn)象出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代初饥漫。這意味著地球內(nèi)核相對(duì)于地幔的轉(zhuǎn)速變化,很可能存在一個(gè)七十年左右的震蕩周期罗标。該研究的結(jié)果與其它的地球物理性質(zhì)的觀測(cè)結(jié)果一致庸队,尤其是地球磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化以及地球一天長(zhǎng)度的變化。究其原因闯割,可能是由于內(nèi)核與地幔的引力耦合彻消,以及地核地幔之間的角動(dòng)量交換所造成的。

該研究用到的數(shù)據(jù)所覆蓋的時(shí)間是目前相關(guān)研究中最長(zhǎng)的宙拉。它為地球內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)過程和地核地幔的耦合機(jī)制提供了全新的觀測(cè)證據(jù)宾尚,有助于讓我們進(jìn)一步理解地球各圈層之間的動(dòng)態(tài)相互作用。

02? 太陽系內(nèi)新的天體環(huán)
夸奧爾物質(zhì)環(huán)的藝術(shù)圖谢澈。Credit: Paris Observatory

一項(xiàng)最近的研究顯示煌贴,在太陽系寒冷的邊緣區(qū)域運(yùn)行的一顆矮行星周圍,科學(xué)家們新發(fā)現(xiàn)了一個(gè)物質(zhì)環(huán)锥忿。而更為奇特的是牛郑,這個(gè)環(huán)距離母星太遠(yuǎn)了,根據(jù)目前的理論敬鬓,組成環(huán)的物質(zhì)在這個(gè)距離上應(yīng)該形成一個(gè)衛(wèi)星淹朋,但實(shí)際并沒有。它的發(fā)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前關(guān)于行星環(huán)的形成理論提出了質(zhì)疑钉答。該研究由巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)主導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)完成础芍,相關(guān)結(jié)果發(fā)表于2023年2月8日的《自然》雜志上。

發(fā)現(xiàn)擁有環(huán)的是一顆名為夸奧爾(Quaoar)的矮行星数尿,它于2002年被發(fā)現(xiàn)仑性,直徑約1121千米,只有冥王星的一半右蹦,大小位列太陽系中已知矮行星中的第七诊杆■昀粒夸奧爾是在太陽系最外層行星海王星之外運(yùn)行的天體,它位于柯伊伯帶刽辙,擁有一顆直徑160千米的衛(wèi)星創(chuàng)衛(wèi)一。而最新的觀測(cè)表明甲献,它還擁有一個(gè)物質(zhì)環(huán)宰缤。

夸奧爾的物質(zhì)環(huán)由于太小太暗,無法在圖像中直接看到晃洒。研究人員通過一系列的掩星觀測(cè)結(jié)果才證實(shí)了環(huán)的存在慨灭。當(dāng)夸奧爾從地球和遙遠(yuǎn)恒星之間經(jīng)過時(shí),會(huì)發(fā)生掩星現(xiàn)象球及,即由于遮擋而導(dǎo)致背景恒星的光會(huì)暫時(shí)變暗氧骤,而這種現(xiàn)象只有非常靈敏的天文設(shè)備才能探測(cè)到。本項(xiàng)研究就使用了靈敏的系外行星特性探測(cè)衛(wèi)星(CHEOPS)吃引,以及安裝在10.4米口徑加那利大型望遠(yuǎn)鏡(GTC)上的極其靈敏的高速相機(jī)筹陵。主要基于這兩個(gè)設(shè)備,研究人員對(duì)2018-2021年的多次掩星數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析镊尺,發(fā)現(xiàn)在夸奧爾的掩星過程中朦佩,除了背景恒星亮度的一個(gè)主要下降外,還可以檢測(cè)到兩個(gè)較小的下降庐氮,并且分別發(fā)生在主要下降之前和之后语稠。CHEOPS的數(shù)據(jù)排除了地球大氣層可能造成的影響,因此研究人員認(rèn)為弄砍,夸奧爾必然有一個(gè)環(huán)在圍繞著它運(yùn)行仙畦。

太陽系中擁有物質(zhì)環(huán)的天體雖不多見但也不罕見。土星的光環(huán)是我們所熟知的音婶,木星慨畸、海王星和天王星也擁有環(huán),此外矮行星桃熄、妊神星和小行星Chariklo也被證實(shí)擁有環(huán)結(jié)構(gòu)先口。但是,夸奧爾的環(huán)卻與眾不同瞳收。在發(fā)現(xiàn)它之前碉京,天文學(xué)家認(rèn)為行星的環(huán)不會(huì)存在于其洛希極限之外。這是因?yàn)槟感堑某毕δ軌蜃柚弓h(huán)物質(zhì)在其自身引力的作用下形成衛(wèi)星螟深,從而只能以環(huán)的形式存在谐宙。而在洛希極限之外,潮汐作用不再能夠阻止物質(zhì)的逐漸聚集界弧;之前在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)的環(huán)結(jié)構(gòu)都處于母體的洛希極限之內(nèi)凡蜻,也印證了這一點(diǎn)搭综。但是夸奧爾的物質(zhì)環(huán)距離自身中心達(dá)3885千米,這是夸奧爾洛希極限的兩倍划栓,其物質(zhì)并沒有在自身引力的作用下形成另一顆衛(wèi)星兑巾。夸奧爾的環(huán)是第一個(gè)已知的突破了洛希極限而存在的環(huán)忠荞,這也迫使天文學(xué)家開始重新思考行星環(huán)形成的經(jīng)典理論蒋歌。

03? 新的宜居類地行星被發(fā)現(xiàn)
Wolf 1069 b地表的藝術(shù)圖,畫面中心是其母星:一顆紅矮星委煤。Credit: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter

天文學(xué)家對(duì)于尋找宜居的類地行星一直充滿興趣堂油。盡管目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了5200多顆系外行星,但其中只有不到200顆是巖石行星碧绞,而具有類似地球質(zhì)量府框、并位于宜居帶的行星僅僅只有12顆。因此讥邻,發(fā)現(xiàn)一顆新的位于宜居帶的類地系外行星總是令人興奮迫靖。在一項(xiàng)最新的研究中,一個(gè)由50名天文學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)證實(shí)了系外行星Wolf 1069 b的存在计维。更引人關(guān)注的是袜香,Wolf 1069 b可能是一個(gè)巖石行星,其質(zhì)量約為地球的1.26倍鲫惶,大小約為地球的1.08倍蜈首,并且處于其母星的宜居帶內(nèi),對(duì)于表面可能有液態(tài)水存在這一重要指標(biāo)來說欠母,這顆行星已經(jīng)成為了重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象欢策。

Wolf 1069 b距離地球31光年,圍繞著紅矮星Wolf 1069運(yùn)行赏淌,軌道周期15.6天踩寇,軌道半徑相當(dāng)于日地距離的十五分之一。Wolf 1069 b已被其母星潮汐鎖定六水,這意味著它不像地球有晝夜循環(huán)俺孙,而是一側(cè)始終處于白天,另一側(cè)始終處于黑夜中掷贾。在太陽系中睛榄,水星是離太陽最近的行星,軌道周期為88天想帅,它的表面溫度高達(dá)430攝氏度场靴。Wolf 1069 b雖然離其母星更近,但它確是位于Wolf 1069的宜居帶內(nèi)。這是因?yàn)閃olf 1069是一顆紅矮星旨剥,它比我們的太陽小得多咧欣,相應(yīng)的,其宜居帶會(huì)向內(nèi)移動(dòng)轨帜。Wolf 1069 b接收到的輻射大約是地球接收到的太陽輻射的65%魄咕。此外,由于Wolf 1069只發(fā)出相對(duì)較弱的輻射蚌父,Wolf 1069 b可能保留了大氣層并被其自身產(chǎn)生的磁場(chǎng)所保護(hù)蚕礼,所以其地表溫度可以上升至12.8攝氏度。在這種條件下梢什,水將保持液態(tài),也可能會(huì)有適合生命存在的條件朝聋。

探測(cè)像Wolf 1069 b這類的小質(zhì)量行星目前仍然是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)嗡午。研究團(tuán)隊(duì)在西班牙卡拉阿托天文臺(tái)3.5米口徑望遠(yuǎn)鏡上,安裝了為此項(xiàng)目開發(fā)的光學(xué)和近紅外波段的高分辨率光譜儀冀痕,并使用徑向速度的方法尋找系外行星荔睹。當(dāng)行星存在時(shí),它的引力會(huì)拉動(dòng)其母星言蛇,導(dǎo)致恒星位置的微小搖擺僻他。由于多普勒效應(yīng),在地球上觀測(cè)到的恒星光譜的頻率就會(huì)發(fā)生周期性的移動(dòng)腊尚,尋找恒星光譜中的頻移就是徑向速度法吨拗。高分辨率光譜儀有能力分辨出頻率微小的移動(dòng),從而探測(cè)到小質(zhì)量行星婿斥。研究人員在Wolf 1069的光譜數(shù)據(jù)中就發(fā)現(xiàn)了一個(gè)清晰的周期性的微小頻移劝篷,從而推斷出行星的存在,并計(jì)算出其質(zhì)量大約與地球相當(dāng)民宿。

Wolf 1069 b是目前離地球第六近的娇妓、處于宜居帶的類地系外行星,是尋找生物特征和生命化學(xué)痕跡的潛在目標(biāo)活鹰。但是可惜的是哈恰,由于Wolf 1069 b不是一顆凌星行星,天文學(xué)家無法使用透射光譜法進(jìn)一步研究其大氣層的化學(xué)成分志群。預(yù)計(jì)十年后的下一代大型望遠(yuǎn)鏡可能會(huì)幫助天文學(xué)家完成這方面的研究着绷,甚至可能能夠檢測(cè)到生命存在的分子證據(jù)。該項(xiàng)研究成果于2023年2月3日發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上赖舟。

04? 第二個(gè)多行星雙星系統(tǒng)被證實(shí)
環(huán)雙星行星的藝術(shù)圖蓬戚,遠(yuǎn)處為其所繞行的雙星。Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

圍繞雙星運(yùn)行的行星十分罕見宾抓,而圍繞雙星運(yùn)行的多行星系統(tǒng)更加稀有子漩,直到10年前豫喧,天文學(xué)家還不確定它們是否真的存在。最近幢泼,一個(gè)天文研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)擁有不止一顆行星的雙星系統(tǒng)紧显,這僅僅是多行星雙星系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)例。該研究結(jié)果已被《自然·天文學(xué)》雜志接收缕棵,將于近期發(fā)表孵班。

該系統(tǒng)被稱為TOI-1338,距離地球約1300光年招驴,是位于繪架座中的一對(duì)雙星篙程,年齡約為44億年。系統(tǒng)中較大的一顆是1.13個(gè)太陽質(zhì)量的主序星别厘,較小的一顆是0.31個(gè)太陽質(zhì)量的紅矮星虱饿。凌星法通常用來尋找系外行星,但用來尋找環(huán)雙星行星仍是很困難的触趴。這是因?yàn)楹阈菚?huì)相互遮掩氮发,使行星凌星很難辨別,并且也會(huì)導(dǎo)致凌星周期不規(guī)則冗懦。2017年爽冕,研究人員通過凌星找到了TOI-1338的第一顆行星TOI-1338 b。它的質(zhì)量不超過22個(gè)地球披蕉,大小與土星接近颈畸。TOI-1338 b的凌星現(xiàn)象是非周期性的,每93到95天發(fā)生一次没讲。

現(xiàn)在承冰,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了第二顆圍繞TOI-1338運(yùn)行的行星,被命名為TOI-1338/BEBOP-1c食零,它是利用徑向速度法而不是凌星法發(fā)現(xiàn)的困乒。TOI-1338/BEBOP-1c的發(fā)現(xiàn)得益于名為BEBOP的觀測(cè)項(xiàng)目,其旨在使用高分辨光譜儀通過徑向速度法探測(cè)環(huán)雙星行星贰谣,增加已知的環(huán)雙星行星數(shù)量娜搂,并提供其準(zhǔn)確的質(zhì)量測(cè)量。TOI-1338/BEBOP-1c是第一顆利用徑向速度法被發(fā)現(xiàn)的環(huán)雙星行星吱抚。分析表明它是一顆大約有65個(gè)地球質(zhì)量的氣態(tài)巨行星百宇,軌道比TOI-1338 b更遠(yuǎn),軌道周期約為215天秘豹。

環(huán)雙星行星一直以來吸引著天文學(xué)家們的關(guān)注携御,它們?cè)诳苹米髌分幸埠艹R姡坏钡?011年,第一個(gè)環(huán)雙星行星(Kepler-16b)才最終被發(fā)現(xiàn)和證實(shí)啄刹,但Kepler-16b沒有發(fā)現(xiàn)有兄弟行星涮坐。目前天文學(xué)家已知有12個(gè)擁有行星的雙星系統(tǒng),其中只有兩個(gè)是多行星雙星系統(tǒng)誓军。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)多行星雙星系統(tǒng)稱為Kepler-47袱讹,它擁有三顆系外行星。了解這些環(huán)雙星行星的重要一環(huán)是探測(cè)它們的大氣成分昵时。但是它們的大多數(shù)都太暗弱捷雕,其中只有TOI-1338 b是目前唯一可能通過韋布空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行透射光譜分析的行星,這也是闡明環(huán)雙星行星大氣構(gòu)成的唯一可能性壹甥。

環(huán)雙星行星系統(tǒng)比太陽系這樣的單星行星系統(tǒng)復(fù)雜得多救巷,它們必須應(yīng)對(duì)兩顆恒星的引力作用。天文學(xué)家過去認(rèn)為句柠,雙星在原行星環(huán)境中會(huì)創(chuàng)造惡劣的條件征绸,雙星系統(tǒng)中的行星會(huì)遭受災(zāi)難性的碰撞,或者因?yàn)橐_動(dòng)而被拋出整個(gè)系統(tǒng)俄占,最終擾亂或阻止行星的形成。但是淆衷,所有環(huán)雙星行星系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)都表明這不一定是真的缸榄,也挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的行星形成模型。天文學(xué)家希望有機(jī)會(huì)尋找到更多的環(huán)雙星行星祝拯,并分析它們與單星行星的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)甚带,以便更加深入理解行星的形成和遷移等問題。

05? 首次直接測(cè)量非太陽孤立恒星的質(zhì)量
恒星引力透鏡效應(yīng)的示意圖佳头。Credit: NASA, ESA, Ann Feild(STScI)

恒星質(zhì)量是理解恒星演化的最重要的參數(shù)之一鹰贵。除了太陽以外,可以直接推斷質(zhì)量的恒星都處在雙星系統(tǒng)中康嘉,天文學(xué)家根據(jù)兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用引力理論計(jì)算質(zhì)量碉输。然而,對(duì)于孤立恒星亭珍,直接測(cè)量其質(zhì)量還很難實(shí)現(xiàn)敷钾,目前主要通過理論模型的假設(shè)間接推斷質(zhì)量。最近肄梨,天文學(xué)家首次直接測(cè)量了一顆孤獨(dú)的白矮星的質(zhì)量阻荒,也再次驗(yàn)證了愛因斯坦的廣義相對(duì)論。該研究發(fā)表于2022年12月6日的《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上众羡。

這顆白矮星名為L(zhǎng)AWD 37侨赡,位于蒼蠅座,距離地球15光年,是一顆大約11.5億年前死亡的小質(zhì)量恒星的殘骸羊壹。由于它距離地球比較近蓖宦,天文學(xué)家已經(jīng)得到了很多關(guān)于它的觀測(cè)數(shù)據(jù),但是其質(zhì)量卻一直是缺失的一環(huán)舶掖。為了測(cè)量LAWD 37的質(zhì)量球昨,研究人員求助于愛因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的“引力透鏡效應(yīng)”。

廣義相對(duì)論表明眨攘,天體會(huì)“扭曲”空間結(jié)構(gòu)主慰,質(zhì)量越大,它在空間中造成的“凹陷”就越大鲫售。當(dāng)背景天體的光線通過時(shí)共螺,光線會(huì)發(fā)生彎曲,導(dǎo)致背景天體的位置發(fā)生明顯偏移情竹。通過測(cè)量位置偏移可以推導(dǎo)光線被彎曲的強(qiáng)度藐不,從而計(jì)算出前景天體的質(zhì)量。1919年秦效,兩位英國(guó)天文學(xué)家首次在日食期間探測(cè)并應(yīng)用了這種效應(yīng)雏蛮。然而,愛因斯坦當(dāng)時(shí)悲觀地認(rèn)為阱州,在太陽系外的恒星上探測(cè)到這種效應(yīng)幾乎不可能挑秉,因?yàn)樗鼤?huì)非常微弱(屬于微引力透鏡),當(dāng)時(shí)的探測(cè)技術(shù)難以企及苔货。不過犀概,在2017年,天文學(xué)家就已經(jīng)在雙星系統(tǒng)中的白矮星上探測(cè)到了微引力透鏡效應(yīng)夜惭,并計(jì)算了其質(zhì)量姻灶;但直到最近,該測(cè)量質(zhì)量的技術(shù)方法才得以在非太陽的孤立恒星上實(shí)現(xiàn)诈茧。

該研究項(xiàng)目的完成得益于蓋亞天文衛(wèi)星和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡产喉。蓋亞天文衛(wèi)星精確測(cè)量了大約20億顆銀河系恒星的位置,其數(shù)據(jù)可以讓天文學(xué)家追蹤恒星的運(yùn)動(dòng)敢会。據(jù)此镊叁,研究團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)了LAWD 37的軌跡,發(fā)現(xiàn)它會(huì)在2019年11月從一顆背景恒星前經(jīng)過走触,這是可以檢測(cè)微引力透鏡效應(yīng)的絕佳機(jī)會(huì)晦譬。根據(jù)預(yù)測(cè)的時(shí)間,研究人員將哈勃空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)LAWD 37進(jìn)行觀測(cè)互广,記錄下了背景恒星的位置變化敛腌。分析表明卧土,背景恒星位置的偏移量非常微小,相當(dāng)于從地球上測(cè)量月球上汽車的長(zhǎng)度像樊,比1919年日食時(shí)測(cè)量到的位置偏移量小625倍尤莺。根據(jù)位置偏移量,研究人員最終計(jì)算得到了LAWD 37的質(zhì)量生棍,約為太陽質(zhì)量的56%颤霎。這是首次對(duì)孤立恒星的質(zhì)量進(jìn)行直接測(cè)量窿撬。此外扒俯,LAWD 37質(zhì)量與理論預(yù)測(cè)的一致,證實(shí)了當(dāng)前關(guān)于白矮星演化的理論刑顺。研究人員計(jì)劃繼續(xù)探測(cè)不同類型恒星的微引力透鏡效應(yīng)柔纵,并得到它們質(zhì)量的直接測(cè)量值缔杉。

06? 千新星的前身雙星系統(tǒng)
SGR 0755-2933雙星系統(tǒng)的演化示意圖。它是第一個(gè)被確認(rèn)的千新星前身系統(tǒng)搁料。Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

在最近的一項(xiàng)研究中或详,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極其罕見的雙星系統(tǒng),證明了它最終將以兩顆中子星并合并觸發(fā)千新星強(qiáng)烈爆發(fā)而告終郭计。這是天文學(xué)家首次觀測(cè)并證實(shí)的霸琴、確定產(chǎn)生千新星的前身雙星系統(tǒng)。

這個(gè)雙星系統(tǒng)距離地球約1.14萬光年昭伸,由一顆中子星(SGR 0755-2933)和一顆大質(zhì)量恒星(CPD-29 2176)組成梧乘,CPD-29 2176每60天繞SGR 0755-2933運(yùn)轉(zhuǎn)一周。通常情況下勋乾,當(dāng)雙星系統(tǒng)中的大質(zhì)量恒星燃燒完氫并接近其主序階段的末尾時(shí),它會(huì)開始將質(zhì)量轉(zhuǎn)移到其伴星嗡善。之后辑莫,其不再燃燒的核心在引力作用下坍縮,產(chǎn)生超新星爆炸罩引,外部殼層物質(zhì)被拋散到星際空間各吨,中心留下一顆中子星。在這種正常的超新星爆發(fā)的情況下袁铐,爆炸產(chǎn)生的能量會(huì)非常高揭蜒,導(dǎo)致伴星會(huì)被踢遠(yuǎn)并進(jìn)入高度橢圓的軌道。

而SGR 0755-2933所處的并不是一個(gè)普通的中子星雙星系統(tǒng)剔桨。研究人員在分析托洛洛山美洲天文臺(tái)的光譜數(shù)據(jù)時(shí)屉更,發(fā)現(xiàn)該雙星系統(tǒng)中的大質(zhì)量恒星CPD-29 2176擁有一個(gè)高度圓形的軌道,而非一般中子星雙星系統(tǒng)中伴星高度橢圓的軌道洒缀,這是一個(gè)不尋常的特征瑰谜。研究人員將數(shù)千個(gè)雙星系統(tǒng)的模型與觀測(cè)對(duì)比欺冀,匹配的模型顯示該雙星系統(tǒng)的中子星SGR 0755-2933只能來源于一顆超剝離超新星(Ultra-Stripped Supernova)。

研究人員認(rèn)為SGR 0755-2933的前身星在很大程度上與其他燃料耗盡的大質(zhì)量恒星一樣:在生命盡頭萨脑,它開始將質(zhì)量轉(zhuǎn)移給它的伴星CPD-29 2176隐轩,自身縮小成一顆中心是氦核的小質(zhì)量恒星。然而與眾不同的是渤早,在質(zhì)量轉(zhuǎn)移的過程中职车,SGR 0755-2933的前身星失去了過多的質(zhì)量,以至于其生命終結(jié)時(shí)氦核外面的殼層中沒有留下足夠多的物質(zhì)鹊杖,繼而所產(chǎn)生的爆炸也就沒有足夠的能量可以將其伴星踢遠(yuǎn)使其進(jìn)入典型的橢圓軌道悴灵。超剝離超新星也解釋了為什么SGR 0755-2933和CPD-29 2176可以保持緊密軌道相互繞轉(zhuǎn)。

模型表明這顆超剝離超新星的爆發(fā)發(fā)生在幾百萬年前仅淑,而大質(zhì)量恒星CPD-29 2176至少在一百萬年內(nèi)仍會(huì)保持現(xiàn)狀称勋,其結(jié)局與SGR 0755-2933非常相似,也將演化為一顆超剝離超新星涯竟,并最終形成一顆中子星赡鲜,從而系統(tǒng)成為雙中子星雙星。之后庐船,由于在相互繞轉(zhuǎn)的過程中損失軌道能量银酬,這兩顆中子星在之后的數(shù)百萬年間將逐漸靠近,最終相撞并合筐钟,觸發(fā)千新星爆發(fā)揩瞪。這種爆炸是宇宙中大量重元素的來源,如鉑篓冲、氙李破、鈾和金等元素將會(huì)被拋入星際空間。

很長(zhǎng)一段時(shí)間以來壹将,天文學(xué)家都在猜測(cè)最終可能導(dǎo)致千新星爆發(fā)的確切條件嗤攻。該研究的結(jié)果表明,當(dāng)中子星在沒有經(jīng)典超新星爆發(fā)的情況下產(chǎn)生時(shí)诽俯,它們可以最終并合形成千新星妇菱。研究的相關(guān)文章發(fā)表在2023年2月1日的《自然》雜志上。

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