2013年6月16日 星期日

哈勃望遠鏡揭示 遙遠恆星爆發噴流立體結構






  這三張圖像均為哈勃空間望遠鏡拍攝,展示了從一顆爆發恆星噴發出的物質在其週遭空間堆積的三維結構。

  新浪科技訊 香港時間6月16日消息,據美國宇航局網站報導,科學家們近期觀察到從一顆爆發新星上發出噴流的閃光,這道閃光為研究人員提供了機會,讓他們得以繪製出從這顆恆星噴射物質的三維立體結構圖。

  天文學家們利用美國宇航局的哈勃空間望遠鏡對近距離雙星系統“羅盤座T”進行了觀測,這是一個“再發新星”,上一次爆發發生在2011年4月份。

  這種新星的爆發具有規律性,它是當在一個雙星系統中存在一顆白矮星(即一顆與太陽質量接近的恆星耗盡燃料後爆發形成的殘骸內核),由於其會不斷從其近旁的伴星那裡“竊取”氫物質,在此過程中期密度和溫度不斷上升,最後終於引發熱核聚變反應,在1天左右的時間內其亮度會陡然上升超過1萬倍。新星爆發的強度是驚人的,其釋放的能量相當於1000萬億噸炸藥爆炸。羅盤座T大約每隔12~50年爆發一次。

  與一些預測不同,天文學家們很驚訝地發現此前幾次爆發過程中產生的噴射物仍然殘留在恆星的周圍,形成圍繞新星的物質盤。這一發現表明這些物質儘管的確會不斷沿著雙星系統運行平面向外擴散,但並不會逃離該系統。

  阿林‧柯萊特(Arlin Crotts)來自美國哥倫比亞大學,是研究組成員。他表示:“我們完全預料將會看到一個球形的物質殼,但觀測顯示這裏存在的是一個物質盤,其中充滿先前幾次爆發中積累的正快速向外擴散運移的物質。”

  研究組成員,紐約州霍夫斯特拉大學的史蒂芬‧勞倫斯(Stephen Lawrence)在近期於印第安納波利斯舉行的美國天文學會會議上報告了有關此次研究的內容。

  研究組成員,同樣來自哥倫比亞大學的詹妮弗‧索科羅斯基(Jennifer Sokoloski)指出,在物質如何被拋射的過程中,伴星起到了關鍵性的作用,在伴星作用的限制下,物質噴射物形成一個扁平的形狀,集中存在於軌道平面附近。從地球觀察,這個物質盤大約呈現30度的傾角。

  借助美國宇航局哈勃空間望遠鏡的廣角相機3號,研究組利用新星爆發過程中產生的閃光,在其照亮先前噴發中積累的物質盤過程中,追蹤光線的傳播路徑。結果顯示這個物質盤非常巨大,直徑幾乎有1光年,以至於新星爆發產生的光芒無法一次照亮所有的物質,而是掃過物質盤面,漸次照亮物質盤的各部分,這種現象被稱為“光回聲”。對這些光信號的探測能告訴科學家這一物質盤的哪些部分距離我們較遠,哪些部分距離則較近。通過對這些光線的追蹤,研究組得以繪製出這顆新星週遭物質帶三維立體結構圖。

  勞倫斯表示:“我們都見過在釋放煙火時,綻放的煙花照亮之前遺留在空中煙霧的場景。相似的,我們這次所做的便是借助羅盤座T恆星的爆發閃光來探查其週遭遺留物質盤的立體結構。”

  儘管科學家們此前便曾經觀察到閃光穿越圍繞新星存在的物質盤的場景,但這是第一次一個圍繞爆發恆星的物質盤的三維結構被如此精細的探查。天文學家們此前曾經對其它恆星周圍的光回聲現象,但那些光回聲案例中被照亮的都是恆星週遭的星際介質,而在這一案例中則是從爆發恆星自身噴射出來的物質。

  研究小組還利用此次光回聲研究的時機重新測算了這顆新星與地球之間的距離。最新的測算結果顯示這顆新星距離約為1.56萬光年,而此前的估算認為其距離值大約介於6500~1.6萬光年之間。顧名思義,恆星“羅盤座T”位於南天的羅盤座。

  目前研究組仍在繼續對哈勃望遠鏡的數據進行分析,並計劃在此基礎上構建一個噴流模型。羅盤座T在其歷史上曾經有過多次噴發紀錄。除了2011年的那次事件之外,其他被記錄在案的噴發紀錄包括:1890年,1902年,1920年,1944年以及1966年。

  天文學家們將發生這種爆發現象的恆星稱作“新星”,因為它們往往是突然出現在天空中的。隨著氫的逐漸耗盡,一顆新星一般會在數天乃至數週之內逐漸黯淡。

  研究組成員中還包括哥倫比亞大學的海蓮娜‧烏塔斯(Helena Uthas)。近期研究組將在線發佈他們的論文,並將於6月20日出版的《天體物理學報》正式刊出。索科羅斯基是這篇論文的第一作者。(晨風)



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