科學前沿 首次觀測到白矮星爆炸！

各位好 我是小蔣 今天又是一個首次 人類首次觀測到了白矮星的爆炸 相關的論文是最新一期的自然雜誌封面 決定一顆恆星命運的是它自身的質量 比如我們的太陽 由於太陽是一顆小型的主續星 當燃料耗盡的時候 大部分的氣體外殼都會被泡到太空中去 形成一片閃閃發光的行星狀星雲 太陽到時候可能就像是蝴蝶星雲一樣壯觀絢麗 此時此刻我們的太陽是40多一歲 正值壯年 但是再過20億年 也就是從他71年左右的時候就會開始膨脹 到100億年的時候就會形成一顆紅巨星 110億年就會形成行星狀星雲 之後就是白矮星了 在漫長的時光裏 氣體和塵埃慢慢的散去 白矮星的溫度會慢慢的下降 在它失去大部分的熱能之後 將變得幾乎不可見 那麼什麼是白矮星爆炸呢 它就是超新星爆炸嗎 不是的 不是一回事 有人說白矮星就是一顆地球大小的鑽石 形容的比較形象 因爲這些被燒燬的恆星主要由碳和氧組成 白星的密度非常大 隨便挖一勺就有數噸重 而且這顆地球大小的鑽石會發出白色的光芒 並且非常的熱 白星自身的引力仍然是很大的 隨着時間的推移 白星會吸取外部的氫元素 這些氫元素會在白星的表面形成一層只有幾米厚的外殼 巨大的壓力會讓恆星重新點燃 經過連鎖反應之後 很快就會發生劇烈的爆炸 爆炸會把氫從表面吹走 看上去就像是一個大火球 2020年7月7日捕捉到的就是這個過程 那麼爲什麼之前沒有觀察到白矮星爆炸呢 那是因爲爆炸的過程很短暫 爆炸所產生的X射線只能持續幾個小時 幾乎是不可能預測的 所以你也就沒有辦法在準確的時間讓望遠鏡對準正確的方向 論文的作者也說 這次的觀測是個幸運的巧合 觀測所使用的儀器是一臺X射線望遠鏡 它目前距離地球150萬公里 從2019年開始 它就一直在尋找X射線的蹤跡 2020年7月7日 它偶然在一個天區裏觀測到了X射線 在短短的幾個小時以後就消失了 那像這樣的X射線爆炸在30多年前就已經被理論研究所預測了 只是到現在才觀測到 觀測它們的難度很大 不只是因爲持續的時間短 還因爲這種X射線的光譜比較的柔和 能量也不高 很容易被星際介質吸收 所以在這個波段我們看不了太遠 而且望遠鏡一般也不是爲了這種軟X射線設計製造的 所以錯過了那麼多的白星爆炸也就不足爲奇了 那這X射線還分軟硬啊 是的 確實有軟硬之說 X光線波長介於紫外線和γ射線之間 它是由德國物理學家倫琴在1895年發現的 所以也稱爲倫琴射線 那麼波長越短的X射線能量就越高就越硬 波長越長的能量就越低就越軟 當然還有波長小於0.1i的超硬X射線 爆炸的過程產生一個溫度爲327,000K的火球 溫度大約是太陽的60倍 這些參數是由輻射模型算出來的 整個過程燃料消耗的非常快 炸完以後就開始迅速的冷卻 X射線變得很微弱 接着就變成了可見光 之後呢 我們就可以用光線望遠鏡或者肉眼來觀測了 可見光就比較的閃亮了 這種偶然在天空中出現的很亮的星星 我們稱之爲新星 在古代也稱之爲剋星 新星是老年恆星的葬禮 同時它又爲新生的恆星提供材料 新星按照光度下降的速度可以分爲快新星 中速新星 慢新星 還有甚慢新星 這裏需要注意的是 新星和超新星不是一回事 新星多產生於白矮星的雙星系統中 白矮星在吸取半星的物質時會導致劇烈的能量釋放 形成新星 有趣的是 只要半星能繼續供應氫元素 白矮星就可以再次爆發 比如十幅度rs就是一顆有過六次爆發記錄的新星 這六次觀測分別是在1893年1933年1667年1885年和2006年 典型的新星亮度在幾天之內可以增加1萬倍以上 但亮度最大值僅僅能維持幾個小時 然後再逐漸變暗 變暗的過程會比變亮的過程慢很多 最亮的時候其絕對光度可以達到太陽的10萬倍 這次能拍到X線下的白矮星爆炸只能說太幸運了