哈伯望遠鏡重新審視持續40年仍異常炙熱的新星HM Sagittae
如果我們能從高空俯瞰銀河系壯麗的螺旋結構，並將數百萬年的時間壓縮成幾秒鐘，就會看到短暫的閃光，就像體育賽事中相機的閃光一樣。這些就是新星，一顆燒盡的恆星（白矮星）從它所環繞的膨脹紅巨星伴星中吸收氣體。其中最奇特的事件發生在1975 年，當時一顆名為HM Sagittae 的新星亮度增加了250 倍。它從未像通常的新星那樣真正消失，而是幾十年來一直保持著亮度。最新的哈伯觀測結果表明，這個系統的溫度變得更高，但矛盾的是，它的亮度卻在一點點減弱。
這幅藝術家的概念圖展示的是人馬座新星系統（HM Sge），在這個系統中，一顆白矮星正在從它的紅巨星伴星中吸取物質。這就在白矮星周圍形成了一個熾熱的圓盤，當來自紅巨星的氫氣密度越來越大並達到臨界點時，這個圓盤就會發生不可預測的自發性熱核爆炸。這些伴星之間的焰火對天文學家來說非常有趣，因為它們能讓他們深入了解雙星系統中恆星演化的物理和動力學。資料來源：NASA、ESA、Leah Hustak（STScI）
哈伯太空望遠鏡拍攝的共生恆星Mira HM Sge 的影像。它位於3400 光年外的人馬座，由一顆紅巨星和一顆白矮星伴星組成。這兩顆恆星距離太近，哈伯無法分辨。從紅巨星上滲出的物質落在白矮星上，使它變得異常明亮。這個星系在1975 年首次爆發出新星。紅色星雲是恆星風的證據。星雲直徑約四分之一光年。資料來源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STSCI）、Steven Goldman（STSCI）、Joseph DePasquale（STSCI）
天文學家利用美國太空總署哈伯太空望遠鏡和退役的SOFIA（紅外線天文平流層觀測站）提供的新數據以及其他任務提供的檔案數據，重新審視了銀河系中最奇特的雙星系統之一–在它作為一顆明亮而長壽的新星出現40 年之後。新星是指亮度突然大增的恆星，通常在幾個月或幾年後就會逐漸消失，恢復到原來的暗淡狀態。
1975 年4 月至9 月間，雙星系統HM Sagittae（HM Sge）的亮度增加了250 倍。更不尋常的是，它並沒有像通常的新星那樣迅速消退，而是幾十年來一直保持著高亮度。最近的觀測結果表明，該系統的溫度有所升高，但矛盾的是，它的光度卻在一點點減弱。
HM Sge 是一種特殊的共生恆星，其中一顆白矮星和一顆臃腫的、產生塵埃的巨型伴星處於相互圍繞的偏心軌道上，白矮星吸收從巨型恆星流出的氣體。這些氣體在白矮星周圍形成一個熾熱的圓盤，隨著從巨星流入的氫氣在白矮星表面的密度不斷增加，直至達到臨界點，白矮星可能會發生不可預測的自發熱核爆炸。這些伴星之間的焰火讓天文學家著迷，因為它們能讓他們深入了解雙星系統中恆星演化的物理和動力學。
巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所（STScI）的拉維-桑克里特（Ravi Sankrit）說：”1975年，HM Sge從一顆不起眼的恆星變成了該領域所有天文學家都在關注的恆星，而在某個時刻，這股熱潮減緩了。 Sge 在過去30 年中發生了哪些變化。
來自哈伯的2021紫外線數據顯示了一條強烈的高度電離鎂發射線，這在早先公佈的1990年光譜中是沒有的。它的出現表明白矮星和吸積盤的估計溫度從1989年的不到40萬華氏度上升到了現在的超過45萬華氏度。高度電離的鎂線是紫外光譜中看到的眾多鎂線之一，綜合分析這些鎂線將揭示該系統的能量學，以及它在過去三十年中的變化。
SOFIA 在試飛中打開望遠鏡艙門，翱翔在白雪皚皚的內華達山脈上空。 SOFIA 是一架經過改裝的波音747SP 飛機。 SOFIA 於2014 年實現了全面運作能力，並於2022 年9 月29 日完成了最後一次科學飛行。圖片來源：NASA/Jim Ross
研究團隊利用將於2022 年退役的美國太空總署飛行望遠鏡SOFIA 提供的數據，探測到了該系統內部和周圍流動的水、氣體和塵埃。紅外光譜數據顯示，這顆產生大量塵埃的巨星在爆炸發生後的短短幾年內就恢復了正常狀態，但近年來它的光線也變得暗淡了，這是另一個有待解釋的謎團。
透過SOFIA，天文學家能夠看到水以每秒約18 英里的速度流動，他們懷疑這就是白矮星周圍噝噝作響的吸積盤的速度。目前，連接巨星和白矮星的氣體橋必須橫跨約20 億英里。
研究小組也一直與美國變星觀測者協會（AAVSO）合作，與來自世界各地的業餘天文學家合作，幫助他們用望遠鏡觀測HM Sge；他們的持續監測揭示了自40 年前HM Sge 爆發以來從未見過的變化。
哈伯太空望遠鏡拍攝的共生恆星Mira HM Sge 的影像，帶有羅盤和刻度條。它位於射手座3400 光年之外，由一顆紅巨星和一顆白矮星伴星組成。這兩顆恆星距離太近，哈伯無法分辨。從紅巨星上滲出的物質落在白矮星上，使它變得異常明亮。這個星系在1975 年首次爆發出新星。紅色星雲是恆星風的證據。星雲直徑約四分之一光年。資料來源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STScI）、Steven Goldman（STScI）
「像HM Sge這樣的共生恆星在我們的銀河系中非常罕見，而目睹類似新星的爆炸則更為罕見。這個獨特的事件是天體物理學家幾十年來的財富，」戈德曼說。
研究團隊的初步研究成果發表在《天文物理學報》上，桑克里特將在威斯康辛州麥迪遜市舉行的美國天文學會第244次會議上介紹以紫外光譜為重點的研究成果。
編譯來源：ScitechDaily