電腦知識網: 驚人雙星將發生超新星爆炸釋放伽瑪暴

2018年11月24日星期六

驚人雙星將發生超新星爆炸釋放伽瑪暴

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在距地球8000光年的天蠍座下方，盤踞著一條宇宙版大蛇，尾巴中隱藏著一個不為人知的秘密。在由發光塵埃構成的彎曲蛇尾中，天文學家發現了一個超乎尋常的雙星系統，不同於銀河系的其它任何雙星系統。研究人員指出這個系統將發生超新星爆炸並釋放伽瑪射線暴。

科學家在天蠍座下方發現一個超乎尋常的雙星系統

科學家發現一個令人感到驚異的雙星系統，座落於天蠍座下方，距地球8000光年。它由兩顆罕見而古老的恆星構成，處於不穩定狀態，不久後將發生超新星爆炸。超新星爆炸是宇宙內最猛烈的事件之一。研究人員表示發生超新星爆炸時，這個雙星系統很可能出現更為驚人的現象——伽瑪射線暴。研究論文刊登在《自然》雜誌上。

伽瑪射線暴是迄今為止在宇宙中發現的能量最大的事件之一。一次猛烈的伽瑪射線暴在短短10秒鐘釋放的能量相當於太陽100億年的能量釋放總和。科學家從未在銀河系發現伽瑪射線暴。這個雙星系統將創造歷史。

雙星系統藝術概念圖

這個雙星系統被命名為「阿佩普」，以古埃及蛇神的名字命名。荷蘭射電天文研究所天文學家約瑟夫·卡林哈姆表示：「這是我們第一次在銀河系發現這樣的系統。我們從未想到會在我們的後院發現這樣的系統。」

阿佩普是一個異常怪異的系統，很難用語言形容。構成該系統的兩顆恆星被稱之為「沃爾夫拉葉星」。這種恆星非常炙熱、明亮和古老，通常情況下質量至少達到太陽的25倍。現在，這對恆星正以令人的速度損失質量，不久後將迎來一個充滿暴力色彩的結局。

甚大望遠鏡捕獲的「阿佩普」影像

對於超大質量恆星來說，這個生命時期並不會持續很長時間。沃爾夫拉葉星非常罕見，銀河系內已知的沃爾夫拉葉星只有區區幾百顆。相比之下，銀河系的恆星總量至少在1000億顆左右。不過，某些沃爾夫拉葉星可能被氣體和塵埃遮住，因此尚未被望遠鏡觀測到。

這也就是為什麼一個由兩顆沃爾夫拉葉星構成的雙星是一個令人難以置信的發現。不過，這種雙星系統在宇宙中可能比較常見，畢竟85%的恆星可能處在雙星系統。悉尼大學天體物理學家彼得·圖希爾表示：「包括沃爾夫拉葉星在內，絕大多數大質量恆星可能都出生在多星系統。當你真正走進恆星王國，你會發現雙星、三星，甚至四星系統都非常普遍。沃爾夫拉葉星非常明亮，因此很難確定它們是否有伴侶。」

哈勃望遠鏡獲取的圖像，M1-67星雲環繞沃爾夫拉葉星WR 124

兩顆距離很近的沃爾夫拉葉星的光線如何在很長時間內一直成功躲避科學家的探測？卡林哈姆表示阿佩普系統座落於一個非常微妙的天域，對這片天域進行觀測難免出現疏忽。通過比較X射線和射電望遠鏡的檔案數據，卡林哈姆的研究小組發現了這個雙星系統。他說：「說老實話，在我們之前就有可能發現這個系統，尤其是利用紅外設備專門搜尋類似系統的天文學家。」

阿佩普系統所在的天域存在大量明亮的恆星，上世紀80年代以來的紅外觀測將它放入一個「太過堅固的籃子」，因此很難被科學家發現。當把初步發現告訴圖希爾時，圖希爾對阿佩普系統的極端紅外特性表現出濃厚的興趣。作為一名成像專家，他建議藉助歐洲南方天文台的甚大望遠鏡進行一次高解析度紅外觀測，進一步觀察阿佩普系統周圍的塵雲。

甚大望遠鏡

圖希爾表示在甚大望遠鏡的幫助下，我們意識到我們發現了非比尋常的東西。阿佩普系統周圍的氣體和塵埃雲是一個非常罕見的星雲，被稱之為「風車星雲」。這種星雲通常存在於多星系統，其中至少有一顆是沃爾夫拉葉星。這個星雲誕生自雙星吹出的超強恆星風。兩股恆星風相互碰撞，一個羽狀塵帶向外螺旋，看上去好似一個草坪撒水器。

在對這個星雲進行研究時，科學家得出更令人驚奇的發現。星雲內的氣體以驚人速度移動，每秒可達到3400公里左右。塵埃的速度只有每秒570公里左右。當一顆恆星以超乎尋常的速度旋轉，幾乎會將自己撕裂，極地地區產生的風速度很快，赤道地區則較慢。

風車星雲藝術概念圖

阿佩普的一顆沃爾夫拉葉星正在高度旋轉，這意味著當它耗盡燃料，將發生一次猛烈的爆炸；極地地區將先於赤道崩塌。研究人員表示這會產生不可思議的伽瑪射線暴。圖希爾表示：「這是一個出乎意料的發現。在此之前，沒有人得出過這樣的研究。銀河系是否存在這種狀態的沃爾夫拉葉星，天文學家一直存在分歧。」

伽瑪射線暴藝術概念圖，據信在大質量恆星塌陷時出現

阿佩普系統的一顆沃爾夫拉葉星雖然將在不久後發生爆炸。但需要提醒的是，天文學意義上的「不久」並非通常意義上的「不久」，而是意味著數十萬年。對於天文學家，阿佩普系統代表著一個千載難逢的機會。圖希爾說：「這顆恆星是一個能量巨大且異乎明亮的天體，幾乎可以『自成一派』。我們無疑是幸運的，我們可以藉助它揭示一系列無法利用其它天體破譯的物理學謎團。它是一個美麗的天體，同時還能給我們帶來大量真相。」

文章來源：漫步宇宙

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