在行星狀星雲中發現超近距離恆星

一個國際天文學家小組發現了兩顆雙星中的一顆，雙星在三個多小時內圍繞對方完成了一個軌道運行，位於行星狀星雲M3-1中。值得注意的是，這些恆星可以驅動新星爆炸，這是一個完全出乎意料的事件，基於我們目前對雙星演化的理解。由加拿大天體物理學會和拉古納大學的大衛·瓊斯領導的研究小組在《皇家天文學會月報》上報告了他們的發現。行星狀星雲是由氣體和塵埃組成的發光外殼，它們像我們的太陽一樣，是由恆星的外層形成的，在演化的最後階段被拋出。在許多情況下，與附近伴星的相互作用在這種物質的噴射和由此產生的行星狀星雲中複雜結構的形成中起著重要作用。

博科園-科學科普：行星狀星雲M3-1位於大犬座，距離約14000光年，M3-1是雙星中心恆星的候選恆星，因為它具有突出的噴流和細絲結構是這些雙星相互作用的典型特徵。使用位於智利的歐洲南方天文台(ESO)的望遠鏡，瓊斯的團隊在幾年的時間裡觀察了M3-1。在此過程中發現並研究了星雲中心的雙星。南非大望遠鏡研究員、這項研究的合著者布倫特米沙爾斯基(Brent Miszalski)說：我們知道m3-1必須容納一顆雙星，所以開始獲取必要的觀測來證明這一點，並將星雲的性質與形成它的恆星的演化聯繫起來。

這是哈勃太空望遠鏡拍攝到的行星狀星雲M3-1的圖像，中心恆星實際上是一個雙星系統，軌道周期最短。圖片：David Jones / Daniel López – IAC

這兩顆恆星靠得太近，無法從地面上分辨出來，因此第二顆恆星的存在是通過觀察到組合亮度的變化來推斷出來——最明顯的是由一顆恆星的周期性日食和另一顆恆星的日食造成亮度顯著下降。德國歐洲南方天文台的研究員Henri Boffin解釋說：當我們開始觀測時，很明顯這個系統是雙星系統。我們發現在星雲中心的那顆顯然是單星的恆星的亮度正在迅速變化，知道這一定是由於伴星的存在。研究小組發現，行星狀星雲M3-1的中心恆星是目前已知的軌道周期最短的雙星中心恆星之一，只有3個多小時。ESO的觀察還表明，這兩顆恆星——極有可能是一顆白矮星，其主序列質量較低——幾乎處於接觸狀態。

因此這兩顆恆星很可能經歷所謂的新星噴發，這是物質從一顆恆星轉移到另一顆恆星的結果。當達到臨界質量時，就會發生劇烈的熱核爆炸，系統亮度會暫時增加100萬倍。波蘭尼古拉斯哥白尼天文中心的博士生Paulina Sowicka說：在智利進行了各種觀測活動之後，有了足夠的數據來理解這兩顆恆星的特性——包括質量、溫度和半徑。這兩顆恆星如此接近，如此巨大，幾乎彼此接觸，真是令人驚訝。一顆新星的爆炸可能在幾千年後發生，理論表明，在行星狀星雲形成後，雙星應該很好地分離。

然後需要很長時間才能重新開始相互作用，像novae這樣的事件才有可能發生。2007年天文學家在另一個行星狀星雲中觀測到另一種新星爆炸，即新星Vul 2007。2007年的事件特別難以解釋，當這兩顆恆星足夠接近一顆新星時，行星狀星雲中的物質應該已經膨脹和消散得如此之大以至於不再可見了。在M3-1的中心恆星上發現了另一個類似新星噴發的候選恆星。這個團隊現在希望對這個星雲和其他類似的星雲進行進一步的研究，幫助揭示新星和超新星的物理過程和起源，它們是宇宙中最壯觀和最劇烈的現象。

博科園-科學科普｜研究/來自：皇家天文學會

參考期刊文獻：《皇家天文學會月報》

DOI: 10.1093/mnrasl/sly142

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