此功能在JavaScript不支援時無法使用,請在瀏覽器中啟用 JavaScript (如果尚未啟用)。 跳到主要內容區塊
瀏覽人次: 1478659 

天文新知

什麼新星不是新星?白矮星和棕矮星撞擊時就不是!

跨歐美南非的天文學家Stewart Eyres等人組成的團隊,利用位在智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA),首度發現一顆白矮星和一顆棕矮星曾發生互撞事件的證據,這場太空車禍所發出的耀眼光芒估計在1670年抵達地球,在天鵝座頭部附近突然短暫地出現亮度約與北斗七星比擬的2等星,逐漸消退,但又再度出現,最終又漸漸黯淡直至不可見,史書記載為「狐狸座1670新星(Nova Vulpeculae 1670)」,而後變更為「狐狸座CK星(CK Vulpeculae)」。
Position record of Nova 1670. Cresit: ESO

白矮星是類太陽質量恆星演化到後期的核心殘骸。棕矮星則是質量過低、不足以點燃或維持核融合反應的失敗恆星。新星(Nova)通常是近距雙星中的白矮星,因伴星已演化到大氣膨脹到超過其洛希極限,物質被白矮星掠奪後累積至在白矮星周邊的吸積盤或白矮星表面,累積至某個程度時,瞬間點燃核反應而引起的爆炸現象。這個爆炸並不會摧毀白矮星本身,只是爆炸釋出的能量使亮度瞬間增加數萬至數百萬倍,在地球星空中如同突然出現新的星星,故名為「新星」。狐狸CK是目前可信度較高的文獻紀錄中最老的新星。

之前天文學家研究這顆新星時,最初認為應該是兩顆演化軌跡與太陽類似的主序星合併所引起的,故歸類為新星。先前各類望遠鏡觀測時便已顯示它的爆炸殘骸型態類似沙漏,中間有個緻密天體,兩端有由塵埃氣體構成的雙環,這種型式通常被稱為「雙極星雲(bipolar nebula)」。
Dust emission from CK Vulpeculae as observed by ALMA. The individual dust particles have a size similar to that of a bacterium.

這些天文學家利用ALMA測量後方數顆更遙遠的恆星穿透狐狸CK塵埃殘骸的星光,在其中偵測到很明顯的鋰元素特徵譜線,但鋰在恆星內部很容易被摧毀,再加上塵埃殘骸裡有著異常的碳(C)、氮(N)、氧(O)等元素的同位素比例,顯示這必定是個小量的物質團塊,最有可能就是棕矮星,當其墜入白矮星表面時,引發熱核反應而爆炸,導致亮度激增。1670年時的嘉都西會(Carthusian)僧侶Anthelme和天文學家赫維留斯(Johannes Hevelius)看到而記錄下來,最後演化成我們如今所艦的沙漏狀。這種恆星碰撞引發的爆炸,並不在之前「新星」的定義範圍內。

Eyres等人估計狐狸CK中的白矮星質量約比棕矮星大10倍,所以當棕矮星與白矮星互繞並逐漸接近的過程中,棕矮星被白矮星的重力撕碎,當最終兩者相撞時,會製造出各類分子和不常見的元素同位素。其中的有機分子,不僅單純是被ALMA偵測到,而是能藉以測量它們如何擴張進入週邊環境中,提供能反推這場爆炸真實起源的證據。這是天文上第一次能如此明確鑑別這類事件的原初天體。

有趣的是,這個雙極星雲中含有非常豐富的甲醛(formaldehyde,H2CO)、甲醇(methanol,CH3OH)和甲醯胺(methanamide,NH2CHO)等有機分子。但這些分子遭遇正在發生核融合反應的環境時是無法存活的,所以它們必定是在爆炸後的殘骸中才形成。這個證據能進一步支持有關棕矮星一頭撞進白矮星而終結的說法。

銀河系裡的恆星絕大部分都是雙星或3顆星以上的聚星系統,少有像我們太陽這樣的單星,因此恆星碰撞或許並不罕見。而碰撞的殘渣最終都可能成為新行星系統的一部份,意味著當行星正在形成時,它們可能已經含有有機分子構成的生命基石。若此為真,那麼生命起源的「原味湯論」,還是「外來論」,又有得吵了吧!
 
資料來源:Keele University

回上一頁
延伸閱讀

熱門文章
Back to Top