每一顆懸掛在傍晚蒼穹上的星星有一天都會死去,它的光芒會熄滅,它的火焰會在逐漸縮小的宇宙末日中冷卻。
我們並不總是知道死亡時間,但對於距離地球約 150 光年的雙星系統,現在已經發現了精確的死亡時間。大約 230 億年後,這兩顆白矮星注定會粉碎在一起。
至少,如果不是事實的話,它們都會在這場命中註定的合併之前被一次壯觀的爆炸——Ia型超新星——我們測量宇宙距離的量尺之一消滅掉。
我們已經知道 Ia 型超新星背後可能有白矮星,但這一發現最終證實了一個理論預測:大多數照亮天空的 Ia 型超新星的前身不是一顆白矮星,而是雙星系統中的兩顆白矮星。
英國華威大學的天體物理學家詹姆斯·芒迪告訴《ScienceAlert》:“伴星是第二顆白矮星,這是對大部分 Ias 型系統的自然解釋,因為這種類型的系統在銀河系中數量相當多,但我們從未發現 a) 一個質量足夠大的系統,它肯定會以 Ia 型的形式爆炸,b) 這一事件與宇宙的年齡相似。”
“通過這一新發現,我們發現了這兩個系統,而且該系統距離地球(本質上是我們的銀河鄰居)如此之近,距離地球(本質上是我們的銀河鄰居)150光年,這一事實給人的印像是,更多的此類系統應該隱藏在我們的視線中,而我們有能力在更遠的地方識別這些系統。”
白矮星不是活的我們對它們進行分類時的星星。我們俗稱的活恆星是那些位於主序帶上、仍在核心熔爐中融合氫的恆星。當氫氣耗盡時,恆星就會死亡。外層被彈出,核心不再受到向外的聚變壓力的支撐,在重力作用下崩潰。
對於宇宙中最小、數量最多的恆星來說,其質量約為太陽的 8 倍,其核心是一顆白矮星,它是一種超緻密天體,其質量約為 1.4 個太陽,被擠成一個大小介於。該質量極限被稱為錢德拉塞卡極限,白矮星在變得不穩定之前可以達到的最大質量。
白矮星突破其質量極限而產生的 Ia 型超新星是一顆非常重要的超新星。這種爆炸有助於在宇宙中播撒隱藏在核心的重元素,這些重元素是恆星在主序帶上時進行聚變的產物。 Ia 型超新星還具有已知的特定亮度峰值,這使它們成為測量的絕佳工具。
由於銀河系中有大量白矮星雙星,科學家相信它們是解釋大量 Ia 型超新星的主要候選者。
只有一個問題。為了產生 Ia 型超新星,兩顆恆星必須足夠接近,以便其中一顆能夠從其兄弟姐妹身上撕下足夠的物質,從而超過其錢德拉塞卡極限並坍縮。
這樣的系統已經被發現,但它們旋轉到足夠近的距離所需的時間甚至與宇宙目前的年齡(138 億年)還相去甚遠。
當蒙迪和他的同事在來自太空的數據中發現雙星白矮星的特徵時DBL調查,他們知道他們發現了一些奇妙的東西。
“發現這兩顆恆星之間的距離僅為地球與太陽距離的 1/60,我很快意識到我們發現了第一個雙白矮星雙星,這無疑將在接近宇宙年齡的時間尺度上產生 Ia 型超新星,”他說。說。
“最後,我們作為一個群體現在可以確定地佔整個銀河系 Ia 型超新星發生率的百分之幾。”
雙星WDJ181058.67+311940.94的總質量約為太陽質量的1.56倍,軌道周期超過14小時。隨著億萬年的流逝,兩顆恆星的軌道會逐漸衰變,使它們越來越靠近,直到——啜飲……繁榮! – 它們突然爆發出 Ia 型超新星。
那一天是 230 億年後的事;到那時,地球,或許還有人類,將,而太陽本身將演變成一顆白矮星……所以,好消息,我們不會面臨任何危險。
這一發現確實為我們提供了第一個具體證據,使我們能夠直接追踪 Ia 型超新星到白矮星雙星,並且它向我們展示了在尋找類似系統時要尋找什麼。
“雙白矮星是 Ia 型超新星前身的整個預期,更不用說它們的大部分起源,完全是理論上的,沒有觀測支持,”蒙迪告訴 ScienceAlert。
“通過這一發現,我們發現了第一顆雙白矮星,它無疑會在我們的銀河系門口爆炸為 Ia 型超新星。事實上,我們現在可以將銀河系中 Ia 型超新星發生率的百分之幾歸因於雙白矮星,而之前這一比例為零。”
該研究發表於自然天文學。









