白矮星爆炸瞬间被拍到

新星是一种发生在双星系统中的天文现象：白矮星从其伴星剥离富含氢的气体，在自身表面引发热核失控反应。其名称源于突然增亮的现象，看起来就像夜空中出现了一颗新星。然而，爆炸后立即产生的喷发物体积很小，观测难度大，此前天文学家只能通过间接方法推断其早期阶段。CHARA阵列主任盖尔·谢弗解释道：“这些图像让我们近距离观察到爆炸过程中物质如何从恒星喷出。捕捉这些瞬态事件需要灵活性，以便在发现新的机会目标时调整我们的夜间观测计划。”爆炸结果：谢弗及其团队观测了武仙座的新星V1674武仙座和仙后座的新星V1405仙后座。V1674是有记录以来最快的新星之一，在发现后不到16小时就达到峰值亮度，并在短短几天内迅速变暗。相比之下，V1405花了53天才达到峰值亮度，并保持明亮约200天。V1674在发现后几天拍摄的图像显示，爆炸明显不是球形的；有两股喷流，一股向西北，另一股向东南，还有一个几乎与其垂直辐射的椭圆结构。这是爆炸涉及多股喷流相互作用的直接证据。光谱观测还在氢原子的巴耳末系中检测到不同的速度成分。峰值前的吸收线速度约为3800公里/秒，而峰值后出现的成分速度达到约5500公里/秒。时间点很关键。图像中新喷流的出现与美国宇航局费米伽马射线太空望远镜探测到高能伽马射线的时间一致。不同速度流的碰撞形成了强大的、发射伽马射线的冲击波。V1405的结果更令人惊讶。在峰值期间的前两次观测中，只显示出一个明亮的中心光源和少量周围喷发物。中心区域的直径约为0.99毫角秒，转换为距离后对应半径约为0.85天文单位（au即天文单位，指地球与太阳之间的距离）。如果积聚的富含氢的外层气体在爆炸开始时就被喷出，经过53天的膨胀，其半径应该达到23-46天文单位。这种巨大差异意味着50多天后，外层大部分气体并未完全喷出。换句话说，V1405的外层被认为处于共同包层阶段，在可见光达到峰值之前包裹着整个双星系统。在第三次观测中，结构发生了巨大变化。中心光源仅占总辐射的约一半，其余辐射来自膨胀区域。此时，出现了速度约为2100公里/秒的宽发射成分。随后，物质的释放产生了新的冲击波，并观测到高能辐射。新星作为太空实验室：这一发现表明，新星远比单一爆炸复杂。过去15年，费米望远镜观测到20多颗新星发出千兆电子伏特范围的伽马射线。现在，新星可被视为研究冲击波和粒子加速的实验室。对V1405的观测表明，其双星系统的轨道运动可能是推动因爆炸而膨胀的外层的力量。在演化缓慢的新星中，膨胀的外层包裹整个双星系统的状态会持续数周。这种现象为直接观测两颗恒星如此近距离接近时发生的情况提供了宝贵机会，据信宇宙中超过10%的恒星会经历这一过程。然而，具体机制仍有待解释。曾经被视为简单爆炸的新星，正被证明比最初观测时更加丰富和迷人。通过近红外干涉测量直接成像这一新窗口，宇宙中一些最引人注目的现象的真实本质才刚刚开始被揭示。