首次觀察到白矮星的X射線爆炸現(xiàn)象
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首次觀察到白矮星的X射線爆炸現(xiàn)象
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：當(dāng)像我們太陽(yáng)這樣的恒星耗盡燃料時(shí)它們會(huì)收縮形成白矮星。這種死亡的觀察恒星有時(shí)會(huì)在一次超熱的爆炸中恢復(fù)活力并產(chǎn)生一個(gè)X射線輻射的火球。來(lái)自包括圖賓根大學(xué)在內(nèi)的到白的長(zhǎng)春外圍女模特平臺(tái)（外圍模特）外圍女（電話微信199-7144-9724）高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)幾個(gè)德國(guó)機(jī)構(gòu)的一個(gè)研究小組在弗里德里希-亞歷山大-紐倫堡大學(xué)(FAU)的領(lǐng)導(dǎo)下首次觀察到了這樣一個(gè)X射線光的爆炸。
“這在某種程度上是矮星一個(gè)幸運(yùn)的巧合，真的爆炸，”來(lái)自FAU天文學(xué)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)象Ole König指出“這些X射線閃光只持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，幾乎不可能預(yù)測(cè)，首次射線但觀測(cè)儀器必須在準(zhǔn)確的觀察時(shí)間直接對(duì)準(zhǔn)爆炸。”他跟Jörn Wilms博士教授和來(lái)自馬克斯-普朗克地外物理研究所、到白的圖賓根大學(xué)、矮星巴塞羅那加泰羅尼亞理工大學(xué)和波茨坦萊布尼茨天體物理研究所的爆炸研究團(tuán)隊(duì)一起在《自然》上發(fā)表了一篇關(guān)于這次觀測(cè)的文章。
這種情況下的現(xiàn)象長(zhǎng)春外圍女模特平臺(tái)（外圍模特）外圍女（電話微信199-7144-9724）高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)儀器是eROSITA X射線望遠(yuǎn)鏡，它目前位于離地球一百五十萬(wàn)公里的首次射線地方，自2019年以來(lái)一直在調(diào)查天空中的觀察軟X射線。2020年7月7日，到白的它在天空中的一個(gè)區(qū)域測(cè)量到了強(qiáng)烈的X射線輻射，而這個(gè)區(qū)域在4小時(shí)前是完全不顯眼的。四小時(shí)后，當(dāng)X射線望遠(yuǎn)鏡測(cè)量天空中的同一位置時(shí)輻射已經(jīng)消失了。由此可見(jiàn)，之前完全過(guò)度暴露在探測(cè)器中心的X射線閃光一定持續(xù)了不到8小時(shí)。
像這樣的X射線爆炸在30多年前就被理論研究所預(yù)測(cè)，但直到現(xiàn)在還沒(méi)有被直接觀察到。這些X射線的火球發(fā)生在恒星的表面，這些恒星在用完大部分由氫和后來(lái)在其核心深處的氦組成的燃料之前其大小跟太陽(yáng)相仿。這些恒星的尸體不斷縮小，直到剩下白矮星，它們的大小跟地球相似，但其質(zhì)量可能跟我們的太陽(yáng)相似。“想象這些比例的一種方法是把太陽(yáng)想象成跟蘋果一樣大小，這意味著地球?qū)⒏橆^一樣大小并以10米的距離圍繞蘋果運(yùn)行，”Jörn Wilms解釋道。
來(lái)自圖賓根大學(xué)的Victor Doroshenko博士補(bǔ)充稱：“這些所謂的新星確實(shí)一直在發(fā)生，但在大多數(shù)X射線發(fā)射產(chǎn)生的最初時(shí)刻探測(cè)它們真的很難。不僅閃光的持續(xù)時(shí)間短是一個(gè)挑戰(zhàn)，而且發(fā)射的X射線的光譜非常軟。軟X射線的能量不大，容易被星際介質(zhì)吸收，所以我們?cè)谶@個(gè)波段不能看得很遠(yuǎn)，這就限制了可觀察的物體的數(shù)量--無(wú)論是新星還是普通的恒星。望遠(yuǎn)鏡通常被設(shè)計(jì)成對(duì)較硬的X射線最有效，因?yàn)槟抢锏奈詹荒敲粗匾@正是它們會(huì)錯(cuò)過(guò)這樣一個(gè)事件的原因！”Victor Doroshenko總結(jié)道。
另一方面，如果要把一個(gè)蘋果縮小到針頭大小，那么這個(gè)微小的顆粒將保留蘋果相對(duì)較大的重量。Jörn Wilms繼續(xù)稱：“來(lái)自白矮星內(nèi)部的一茶匙物質(zhì)很容易就具有跟一輛大卡車相同的質(zhì)量。由于這些燒毀的恒星主要由氧和碳組成，我們可以把它們比作在太空中漂浮的與地球同樣大小的巨大鉆石。這些珍貴寶石形式的物體溫度很高，會(huì)發(fā)出白色的光芒。然而這種輻射非常微弱，從地球上很難探測(cè)到。
除非白矮星伴隨著一顆仍在燃燒的恒星，也就是說(shuō)，當(dāng)白矮星巨大的引力從伴隨的恒星外殼中吸引氫氣時(shí)。FAU的天體物理學(xué)家Jörn Wilms說(shuō)道：“隨著時(shí)間的推移，這些氫氣可以在白矮星的表面聚集成一個(gè)只有幾米厚的層。”在這層中，巨大的引力產(chǎn)生了巨大的壓力，這種壓力非常大，以至于大到導(dǎo)致恒星重新點(diǎn)燃。在一個(gè)連鎖反應(yīng)中，它很快就會(huì)發(fā)生巨大的爆炸，期間氫氣層被炸掉。像這樣的爆炸的X射線輻射就是2020年7月7日擊中eROSITA探測(cè)器的原因，產(chǎn)生了一個(gè)過(guò)度曝光的圖像。
“對(duì)來(lái)自白矮星大氣層的X射線輻射的物理來(lái)源的理解相對(duì)較好，我們可以從第一原理和精致的細(xì)節(jié)中建立它們的光譜模型。將模型跟觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較可以了解這些物體的基本屬性，如重量、大小或化學(xué)成分，”來(lái)自圖賓根大學(xué)的Valery Suleimanov博士說(shuō)道，“然而，在這種特殊情況下的問(wèn)題是，在30年沒(méi)有光子的情況下，我們突然有了太多的光子，這扭曲了eROSITA的光譜反應(yīng)，eROSITA的設(shè)計(jì)則是為了探測(cè)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的非常微弱的天體，而不是一個(gè)但非常明亮的物體”，Victor Doroshenko補(bǔ)充道。
Jörn Wilms則表示：“利用我們最初在支持X射線儀器開(kāi)發(fā)時(shí)擬定的模型計(jì)算，我們能在一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程中更詳細(xì)地分析曝光過(guò)度的圖像，從而獲得一個(gè)白矮星或新星爆炸的幕后觀點(diǎn)。”
根據(jù)這些結(jié)果，這顆白矮星的質(zhì)量大約相當(dāng)于我們的太陽(yáng)，因此相對(duì)較大。爆炸產(chǎn)生了一個(gè)溫度約為327,000攝氏度的火球，這使其溫度為太陽(yáng)的60倍。“這些參數(shù)是通過(guò)將X射線輻射模型跟Valery Suleimanov和Victor Doroshenko在圖賓根創(chuàng)建的非常熱的白矮星所發(fā)出的輻射模型相結(jié)合，以及在FAU和MPE進(jìn)行的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)格的制度下對(duì)儀器反應(yīng)的非常深入的分析而獲得的。我認(rèn)為這很好地說(shuō)明了現(xiàn)代科學(xué)中合作的重要性--以及德國(guó)eROSITA聯(lián)盟中廣泛的專業(yè)知識(shí)，”來(lái)自圖賓根大學(xué)的Klaus Werner教授博士補(bǔ)充道。
由于這些新星很快就耗盡了燃料，它們會(huì)迅速冷卻，X射線輻射則會(huì)變得更弱并直到最終變成可見(jiàn)光，其在eROSITA探測(cè)到的半天后到達(dá)地球并被光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。
Ole König指出，隨后出現(xiàn)了一顆看似明亮的恒星，這實(shí)際上是來(lái)自爆炸的可見(jiàn)光且非常明亮，以至于在夜空中可以用肉眼看到它，“像這樣看似‘新星’的現(xiàn)象在過(guò)去也曾被觀測(cè)到過(guò)。由于這些新星只有在X射線閃光后才能看到，因此很難預(yù)測(cè)這種爆發(fā)，當(dāng)它們撞上X射線探測(cè)器時(shí)主要是靠運(yùn)氣。”