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1670年新星发现的异常同位素丰度

2021-06-16 17:50:07来源:

Nova Vul 1670的遗骸,是1670年出现的“新星”。对星云中分子气体及其成分的观察发现了强有力的证据,表明这颗新星是两颗恒星合并的结果。图像显示可见光(蓝色),在亚毫米波长下看到的灰尘(绿色)和在亚毫米波长下(红色)的分子发射。

一项新发表的研究表明,Nova Vul 1670不仅富含分子种类,而且其气体具有显着不同寻常的同位素丰度(也就是说,存在的原子,尤其是碳,氧和氮)在其原子核中具有额外的中子。

天文学家几十年来一直知道,两颗正常恒星的合并是一种常见且在天文上很重要的现象。例如,在球状星团中,由于重力将多达几百万颗恒星束缚在一起,因此恒星之间经常发生碰撞,从而产生比平常更大,更热,更蓝的恒星。在形成恒星的星团中,已经提出了合并小恒星的方法,以形成大质量的年轻恒星,并且计算机模拟为这种想法提供了一些支持。尤其重要的是,某些新星是突然合并或接近合并的结果,这些恒星突然增亮并且曾经被认为是“新”恒星。

变星CK Vulpeculae(Nova Vul 1670)在1670-1672年爆发了一次明亮的爆发,然后变暗了。直到1982年才发现星云,这可能是1670年爆发的残余。恒星本身仍未被发现,可能隐藏在爆发中喷出的沉重尘埃层之后。数十年来,星云本身一直是天文学家所感兴趣的,因为它富含分子气体。CfA天文学家Nimesh Patel和他的同事使用亚毫米阵列和阿塔卡马探路者实验(APEX),使用能够详细测量其分子成分的两毫米望远镜研究了Nova Vul 1670及其化学成分。

科学家在最新一期的《自然》杂志上报告说,Nova Vul 1670不仅富含分子种类,而且其气体具有显着不同寻常的同位素丰度(也就是说,存在的原子,尤其是碳,氧和氮,其原子核中具有额外的中子) )。众所周知,恒星中的元素合成会产生特定的同位素比。例如,在太阳系中,原子序数为12的碳与碳13的比例为89,而在Nova Vul 1670中,该比例要小十倍。同样发现氮和氧同位素的比率很低。

天文学家得出的结论是,Nova Vul 1670中的原子不是在普通的恒星炉中产生的,即使在非常不同的条件下运行的熔炉中也没有产生。他们也无法确定会产生这些比率的任何爆炸事件。研究小组认为,最有可能发生的情况是1670年两颗星发生暴力合并。这次事件将恒星的内部喷射到星云中,暴露了核燃烧早期阶段的灰烬,并将它们与更多加工过的物质混合。1670年观看新星的人们无疑对“新星”的出现感到惊讶。想象一下他们的反应是,发现实际上是两颗星的合并。

出版物:TomaszKamiński等人,“爆发性恒星Nova Vul 1670中的核灰和流出”,《自然》(Nature),2015年; doi:10.1038 / nature14257

研究报告的PDF副本:爆发性恒星Nova Vul 1670的核灰烬和流出

图像:APEX,SMA,卡明斯基