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发现揭示了恒星爆炸的伽马射线排放是如何产生的

2021-06-07 17:50:21来源:

(点击图片全视图)Nova不会像膨胀球一样爆炸,而是在不同时间和不同速度下抛出不同方向的气体。当这种气体不可避免地一起崩溃时,它产生冲击和高能伽马射线光子。这里说明了Nova V959 Mon中的复杂爆炸和气体碰撞。在Nova爆炸的第一天,致密,相对缓慢的材料沿二元星系的赤道(左侧面板中的黄色材料)排出。在接下来的几周内,快风拿起并吹掉二进制,但它们沿着二元星系的杆漏斗(中央面板中的蓝色材料)。赤道和极性材料在它们的交叉处撞击,产生冲击和伽马射线排放(中央面板的红色区域)。最后,在后来的时间,Nova停止吹风,材料漂移到太空中,烟花完成(右图)。

通过使用来自欧洲和美国的无线电望远镜,一个国际天文学家团队能够看到爆炸之星的心脏。

使用来自欧洲和美国的无线电望远镜产生的高度详细图像已经确定了恒星爆炸(称为新星),发出的伽马射线(极高能量辐射)的位置。该发现揭示了如何产生伽马射线排放,在2012年首次观察到的时代的天文学家。

“我们不仅在伽马光线来自哪里,而且看看以前在其他新星爆炸中可能是常见的,”密歇根州立大学的劳拉·乔克斯说。

曼彻斯特大学的Jodrell银行天文台的蒂姆布里恩,其中一名天文学家队伍,解释说:“当来自伴侣之星的气体落到二进制中的白矮星的表面时,就会发生新的系统。这触发了在恒星表面上的热核爆炸,该爆炸在每小时数百万英里的数百万英里的速度下将气体膨胀成空间“。

“当它爆炸时,在一些情况下,在一些情况下导致天空中的一个新星的外观,因此nova。这些爆炸是不可预测的,所以当一个人熄灭时,我们的压力是为了让我们试图获得尽可能多的世界上望远镜,以便在淡化之前看看。对于这个新星来说,我们的国际团队很突出并准备去,我们真的出现了胜过者。“

天文学家并未指望这种新的情景生产高能伽马射线。然而,2012年6月,美国宇航局的费米航天器检测到从一个名为V959 Mon的Nova的Gamma射线,来自地球的约6500年轻盈。

与此同时,与美国望远镜的卡尔G.詹尼斯非常大的阵列(VLA)的观察表明,来自新星的无线电波可能是借助于与磁场相互作用的光速度移动的子颗粒的结果。天文学家注意到的高能伽马射线发射,也需要这种快速移动的颗粒。

从欧洲VLBI网络(EVN)的望远镜(EVN)和美国长期基线阵列(VLBA)的望远镜的观察显示出两个不同的无线电发射结。然后看到这些结彼此远离。这种观察以及2014年在英国的E-Merlin望远镜阵列和进一步的VLA观察中提出的研究提供了科学家,提供了允许他们将无线电结和伽玛光线的图像放在一起的信息生产。

在这种情况的第一阶段,白矮星及其伴侣放弃了一些轨道能量来提高一些爆炸材料,使喷射材料在轨道的平面中向外移动。后来,白矮星吹掉了沿着轨道平面的极限向外移动的颗粒的更快风。当移动的极性流量达到较慢移动的材料时,冲击将颗粒加速到产生伽马射线的速度和无线电发射的结。

“通过时间随着时间的推移观察这个系统并看到无线电发射的模式改变,然后追踪结的动作,我们看到了这种情况的确切行为,”Chomiuk说。

一种被称为无线电干涉测量的技术,其中组合来自各种无线电望远镜的数据以获得更清晰的图像,在此结果中起了基本作用。通过将跨越数十个,数千千公里的电台望远镜连接在一起,科学家们能够放大来获得这一爆炸之星的核心更敏锐的景色。

现在已经检测到来自几个新爆炸的伽马射线,所以可能是这种现象是相对常见的,但只有在新星足够靠近地球时才能看到。

由于这种类型的射入在其他二进制之星(互相轨道两星)系统中,新的见解可能有助于天文学家了解这些系统的发展方式。从一星吞噬的阶段,它的伴侣在所有关闭二元恒星中发生的阶段,并且理解得很差。

“我们可以使用Novae作为”测试用“,以改善我们对二元进化临界阶段的理解,”Chomiuk说。

出版物:Laura Chomiuk,等。,“二进制轨道作为途径的驾驶员 - γ古典Novae中的射线排放和大规模喷射,”自然(2014); DOI:10.1038 / Nature13773

图像:NRAO / AUI / NSF比尔·萨克斯顿(Bill Saxton)