當白矮星和褐矮星相撞時有什麼效果？

英國基爾大學(Keele University)的研究人員和一個國際天文學家團隊首次報道：1670年一顆白矮星和一顆棕矮星在地球上「閃耀著光輝」。利用智利阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)，天文學家們發現有證據表明：一顆白矮星(一顆類太陽恆星的遺骸)和一顆棕矮星(一顆質量不足以維持熱核聚變的失敗恆星)在一場短暫的榮耀中相撞，1670年在地球上目睹了這一現象，那就是「天鵝頭下的一顆新星」。這顆星星突然出現，像犁中的那顆一樣明亮，漸漸褪色，又出現了，最後從視野中消失了。研究這一宇宙事件殘骸的現代天文學家最初認為，它是由兩顆主序恆星的合併所引發的，這兩顆恆星的演化方式與我們的太陽相同。

博科園-科學科普：這顆新星長期以來被稱為「新星1670」，後來被稱為CK Vulpeculae。然而我們現在知道，CK Vulpeculae並不是我們今天所說的新星，事實上，它是兩顆恆星的合併：一顆白矮星和一顆棕矮星。恩耶·埃文斯教授是基爾大學天體物理學教授，也是《皇家天文學會月報》的合著者說：通過研究這次爆炸的碎片，研究小組得出結論，一顆棕矮星和一顆白矮星合併在一起。然而多年來，用地面和太空上的望遠鏡觀察了CK Vulpeculae，確信這不是新星，每個人都知道它是什麼，但沒有人知道它是什麼。但某種形式的明星合併似乎是最好的選擇。

這可能是迄今為止記錄在案最古老的：一個沙漏狀的殘骸，名叫CK Vulpeculae。圖片：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. P. S. Eyres

通過對沙漏和翹曲盤的觀測，再加上鋰元素和特殊同位素丰度的存在，發現了一個謎團：1670年一顆棕矮星「被切碎後倒在了一顆白矮星的表面上」，導致了1670年的噴發和我們今天看到的「沙漏」。歐洲、美國和南非的天文學家小組利用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列來檢查合併後的殘骸，並報告了一些有趣的發現。通過研究兩顆更遠的恆星穿過合併後的塵埃殘骸時發出的光，研究人員能夠發現鋰元素的特徵，鋰元素很容易在恆星內部被破壞。南威爾士大學計算、工程和科學學院副院長、論文的主要作者斯圖爾特·埃爾斯(Stewart Eyres)博士表示：沙漏中的材料含有鋰元素，通常在恆星內部很容易被破壞。

鋰的存在，再加上C、N、O元素的不尋常同位素比值，表明1670年一顆以棕矮星形式出現的極少量物質撞擊了一顆白矮星的表面，導致了熱核燃燒，這場噴發導致了卡薩斯和尚安塞爾梅和天文學家赫維利烏斯以及我們今天看到的沙漏中的亮化。來自曼徹斯特大學物理與天文學院的Albert Zijlstra教授是這項研究的合著者說：恆星碰撞是宇宙中最劇烈的事件。大多數的注意力都集中在中子恆星之間的碰撞，或者兩個白矮星之間的碰撞——這兩個白矮星可以產生超新星——和行星之間的碰撞上。但實際上很少能看到碰撞，我們相信碰撞發生在哪裡，很難知道是哪種恆星相撞。

這裡的碰撞是一個新的，以前從未考慮過，也從未見過。這是一個非常令人興奮的發現。亞利桑那州立大學的天體物理學教授Sumner Starrfield教授說：白矮星的體積大約是棕矮星的10倍，所以當棕矮星螺旋進入白矮星時，它就會被白矮星所施加的強烈潮汐力撕裂。當這兩個物體發生碰撞時，它們把分子和不尋常的元素同位素混合在一起。這些有機分子，我們可以檢測到ALMA，膨脹到周圍的環境，提供了令人信服的證據，這場爆炸的真正起源。

這是第一次明確確定此類事件。有趣的是，沙漏還富含有機分子，如甲醛(H2CO)、甲醇(CH3OH)和甲醇(NH2CHO)。這些分子不會在進行核聚變的環境中生存，它們肯定是在爆炸的碎片中產生的。這進一步支持了棕矮星在與白矮星的星對星碰撞中死亡的結論。天文學家指出，由於銀河系中的大多數恆星系統都是雙星系統，所以恆星碰撞並不罕見。這種碰撞可能並不罕見，這種物質最終將成為一個新的行星系統的一部分，這意味著它們在形成的過程中可能已經包含了有機分子的構建塊。

博科園-科學科普｜研究/來自：基爾大學

參考期刊文獻 :《皇家天文學會月報》

DOI: 10.1093/mnras/sty2554

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