微米和纳米科技材料

天文学家发现了一种新型的恒星耀斑——微米级耀斑

一个国际天文学家小组报告了在双星系统中观察到一种新型恒星耀斑——微米。它们比以前观察到的要弱数百万倍,仅持续几个小时,但在此期间,它们释放的能量不亚于太阳在短短一年内辐射的能量。

正如艺术家想象的那样,一个带有白矮星的双星系统,其中可以形成微米。围绕图像中心明亮的白矮星运行的蓝色圆盘由从伴星中提取的物质(主要是氢)组成。在靠近圆盘中心的地方,白矮星利用其强磁场将氢推向其两极,在那里发生聚变,然后发生微米爆发。

恒星耀斑是伴随着大量能量释放的大规模现象,地面望远镜可以通过恒星亮度急剧增加几个数量级来观测。在现代望远镜发明之前,人们认为新的恒星是以这种方式形成的。现在已知此类事件会发生,例如,在双星系统中,其中一颗恒星将伴星的物质拉到自身上,将其聚集在其表面,然后作为所谓的新星(或只是新的),倾倒积累在外壳物质,并重新开始这个过程。

随后,天文学家发现恒星在演化过程中通过爆炸将其外壳倾倒到星际空间中,从而引发更强大的事件——超新星爆炸。在大型恒星耀斑中,既有千新星(两颗中子星合并),也有超新星(核心坍缩后恒星的爆炸),现在还有微米级的。

虽然它们仍然非常强大,但按照天文标准,它们是“微”的:一微米释放的能量比新星少一百万倍。一个国际天文学家团队在分析来自凌日系外行星调查卫星(TESS ) 太空望远镜的数据时首先注意到了这些微耀斑,该太空望远镜实际上是为寻找系外行星而设计的。一篇关于这一发现的研究结果的文章发表在《自然》杂志上。

“在审查 NASA TESS 望远镜收集的天文数据时,我们发现了一些不寻常的东西:在光学范围内持续数小时的明亮闪光。通过进一步的搜索,我们发现了几个类似的信号,”阿姆斯特丹大学的助理、该研究的合著者 Nathalie Degenaar说。

艺术家近距离观察微米闪光/© Mark Garlick/杜伦大学

总的来说,在 TESS 数据中发现了三个类似的事件,然后通过超大望远镜(Very Large Telescope,VLT)的观测得到了证实。在所有这三种情况下,在具有白矮星的双星系统中都观察到了微米,白矮星是一颗与地球一样大小但质量接近太阳的恒星。同时观察三个相似的系统可以确定微米出现的最可能原因。

在新的爆发的情况下,白矮星从伴星的上层拉出物质并将其分布在其整个表面上,继续在其中保持热核反应数周,直到下一次爆发。假设微米是根据类似的情况发展的——除了在存在强磁场的情况下,聚变和爆发位于白矮星的磁极附近。

“这种现象挑战了我们对恒星中热核爆炸如何发生的理解。我们以为我们已经学会了这个过程,但这一发现提供了一种全新的方式来实现它们。它只是显示了宇宙的动态。此类事件实际上可能非常频繁,但由于它们发生得如此之快,因此很难观察到,”达勒姆大学(英国)的天文学家、该研究的主要作者Simone Scaringi总结道。

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