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钱德拉望远镜探测到罕见共生恒星犹如“空中巨眼”

(2017-06-18 11:59:45)
乍看之下,它像太空中一个不同寻常的巨大眼睛,但事实上这是一种罕见的共生恒星。目前,天文学家使用美国宇航局钱德拉X射线望远镜和其它望远镜的观测数据,发现一颗红巨星和一颗白矮星同时存在,并以一种独特的方式彼此发生交互关系,这将有助于更好地理解邻近恒星之间的不稳定性。

钱德拉望远镜探测到罕见共生恒星犹如“空中巨眼”

R Aqr共生恒星并非由一颗恒星构成,而是两颗,一颗是体积较小的密集白矮星,另一颗是寒冷的红巨星。

R Aquarii(简称R Aqr)是最著名的共生恒星之一,从生物学角度上讲,“共生”是指两个生物体生活太紧密,彼此互相作用。这个共生恒星距离地球大约710光年,1000多年前古人肉眼观察时首次发现它的亮度变化。从那以后,天文学家开始研究这个共生恒星,确定它并非是一颗恒星,而是两颗恒星:一颗是体积较小,密集的白矮星,一颗是寒冷的红巨星。

这颗红巨星具有独特的属性,数十亿年之后太阳内核耗尽氢燃料开始膨胀和冷却,逐渐将演变成为一颗红巨星。多数红巨星处于平静状态,但是一些红巨星存在80-1000天的脉动周期。

这颗红巨星也叫做“长周期变星”,当其处于脉动周期中,亮度出现了稳定变化,亮度变化了250倍,而它的伴星白矮星没有脉动周期。这两颗恒星之间还存在着其它显著差异,白矮星亮度大约是红矮星的1万倍,白矮星表面温度接近2万摄氏度,而红巨星表面温度大约2726摄氏度。此外,由于两颗恒星过于紧密,白矮星的质量略低于伴星,它的引力场非常强,白矮星引力作用剥离距离最近的红巨星外层表面。

钱德拉望远镜探测到罕见共生恒星犹如“空中巨眼”

右图是共生恒星中的一颗高进化红巨星,左图是共生恒星中一颗白矮星。

钱德拉望远镜探测到罕见共生恒星犹如“空中巨眼”

Mira A是一颗红巨星,Mira B是一颗白矮星。Mira A通过恒星风从顶层大气层快速损失气体,Mira B通过引力牵引,在两颗恒星之间形成一个气态桥梁。

钱德拉X射线望远镜于1999年发射升空,天文学家使用该望远镜监控R Aqr共生恒星,近年来能够更好地理解这个共生恒星的特征。X射线很可能是由冲击波产生,类似于超音速飞机周围的音爆,是由喷射气体轰击周围物质形成的。

天文学家分别于2000年、2003年和2005年通过钱德拉望远镜对R Aqr共生恒星进行观测,发现了该共生恒星喷射流的变化。特别是共生恒星的团状X射线释放物分别以225万公里/小时和305万公里/小时的速度向外喷射。

尽管X射线释放物速度比恒星的喷射物质慢一些,但是它们遭遇的物质较少,速度不会减缓。另一方面,恒星喷射物会横扫大量物质,并且速度明显减缓,这将解释为什么环状结构不会大于喷射物质范围。

基于共生恒星团状X射线释放物的距离,并假定它们向外喷射速度保持不变,美国哈佛-史密森天体物理学中心的科学家评估出上世纪50年代和80年代喷射产生这个团状X射线释放物。

该释放物能量较少,并不像1073年超新星爆炸时那样明亮,2007年,哈佛-史密森天体物理学中心乔伊·尼克尔斯(Joy Nichols)报告称,使用钱德拉望远镜观测数据可能探测到R Aqr共生恒星的新喷射物质。这暗示着2000年初可能出现另一次喷射活动,如果这些强度不大的喷射现象大约每10年重复一次,那么未来10年或将再次出现。

注:图文来自网络,仅供参阅!

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