跨越2480億英里令人驚嘆的哈伯延時攝影捕捉到一顆恆星的劇烈爆發
美國太空總署的哈伯太空望遠鏡拍攝到了銀河系中一顆最活躍恆星的生動特寫,它在恆星之間編織出一個巨大的螺旋圖案。這個被稱為寶瓶座R的雙星系統距離地球約700 光年,它經歷了劇烈的爆發,噴射出巨大的發光氣體絲。 這些扭曲的恆星物質外流使該區域就像一個失控的草坪灑水器。 這種戲劇性的多彩展示說明了宇宙是如何重新分配恆星深處的核能產物,並將其噴射回太空的。
這張美國太空總署哈伯太空望遠鏡拍攝的照片顯示的是雙星系統R Aquarii。 圖片來源:NASA、ESA、Matthias Stute、Margarita Karovska、Davide De Martin(ESA/哈伯)、Mahdi Zamani(ESA/哈伯)
寶瓶座R星距離地球約700光年,是目前已知距離地球最近的恆星之一,會發生大規模的劇烈爆發,向周圍空間噴出大量經過處理的核物質。 寶瓶座R 星屬於共生類,目前已知的變星有150 顆。 共生分類的名稱來自生物學中的”共生”一詞,即兩種不同類型的生物共存。 在天文學中,共生系統由兩顆類型迥異的恆星組成:一顆冷紅巨星和一顆小白矮星伴星(一顆被燒毀的熱恆星)。 它們嵌在紅巨星逸出的氣體所產生的發光星雲中。
1939年,埃德溫-哈伯首次探測到這個星雲的膨脹。 1970 年代,天文學家發現了物質流向相反方向的噴流–就像一個草坪噴頭。 天文學家現在知道,水瓶座實際上經歷了一系列劇烈的爆發–最近一次爆發可能發生在20 世紀70 年代末。 當矮星搖擺著靠近紅巨星主星,抽走氫氣,然後矮星表面發生自發性熱核爆炸時,就會發生這種情況。 自1990 年以來,哈伯太空望遠鏡一直在對寶瓶座R 星進行觀測,其最新圖像顯示,五顏六色的扭曲細絲從這對不尋常的恆星組合中延伸出來,遠遠望去,就像孩子們的Spirograph 玩具畫出的圖案。
這段影片展示了寶瓶座R 星從2014 年到2023 年的五幅圖像。 這些畫面顯示,由於紅巨星的強烈脈動,中央雙星的亮度隨著時間的推移而變化。 中央結構因與雙星先前噴射出的物質相互作用而向外螺旋上升。 這段延時攝影凸顯了哈伯高解析度光學觀測在不斷變化的宇宙中的價值,也就是所謂的時域天文學。 圖片來源:美國國家航空暨太空總署(NASA)、歐洲太空總署(ESA)、馬蒂亞斯-斯圖特(Matthias Stute)、瑪格麗塔-卡羅夫斯卡(Margarita Karovska)、達維德-德-馬丁(Davide De Martin)、馬赫迪-紮馬尼(Mahdi Zamani)、N-巴特曼(N. Bartmann)(ESA/哈伯望遠鏡)
寶瓶座R 屬於雙星中的一類,稱為共生星。 主星是一顆老化的紅巨星,它的伴星是一顆被稱為白矮星的緊湊型燒毀恆星。 這顆紅巨星主星被歸類為米拉變星,比太陽大400 倍以上。 在大約390 天的時間裡,這顆臃腫的怪物恆星會脈動、溫度變化,亮度也會變化750 倍。 在最高亮度時,這顆恆星的亮度幾乎是太陽亮度的5000 倍。
當白矮星在其44 年的軌道周期中擺動到離紅巨星最近的位置時,它會在引力作用下抽走氫氣。 這些物質積聚在矮星表面,直到發生自發性核融合,使矮星表面像一顆巨大的氫彈一樣爆炸。 爆發之後,燃料循環再次開始。
這段影片展示了寶瓶座R 雙星從2014 年到2023 年的五幅影像,這是一顆共生雙星,距離地球約700 光年,位於寶瓶座。 這些畫面顯示,由於紅巨星的強烈脈動,中央雙星的亮度隨著時間的推移而變化。 還可以看到中央結構由於與雙星先前噴射出的物質相互作用而向外螺旋上升。 資料來源:NASA、ESA、Matthias Stute、Margarita Karovska、Davide De Martin、Mahdi Zamani、N. Bartmann(ESA/哈伯望遠鏡)
當等離子體以流線型形式出現時,這種爆發噴射的噴泉狀細絲從核心噴射而出,形成怪異的環狀和軌跡。 等離子體被爆炸的力量扭曲,並被強磁場向上和向外引導。 流出的等離子體似乎向後彎曲,形成螺旋狀。 等離子體以每小時100 多萬英里的速度射入太空,速度之快足以在15 分鐘內從地球飛到月球! 這些細絲在可見光下閃閃發光,因為它們被來自恆星二人組的劇烈輻射激發了能量。
哈伯第一次觀測到這顆恆星是在1990年。 R Aquarii 被分解成兩顆非常明亮的恆星,相距約16 億英里。 現在,歐空局/哈伯團隊透過從2014 年到2023 年的觀測,對寶瓶座R 星的動態行為進行了獨特的縮時拍攝。 透過這五幅影像,我們可以看到這顆雙星及其周圍星雲快速而劇烈的演變過程。 由於紅巨星的強烈脈動,雙星時暗時亮。
即使從天文學的角度來看,這次事件的規模也是非同尋常的。 太空爆炸的物質可以追溯到距離恆星至少2,480 億英里的地方,也就是太陽系直徑的24 倍。 哈伯望遠鏡拍攝的這些影像和其他影像有望徹底改變我們對像寶瓶座R 這樣獨特的恆星”火山”的看法。
哈伯太空望遠鏡已經運作了30 多年,不斷取得突破性發現,加深了我們對宇宙的了解。 哈伯是美國國家航空暨太空總署(NASA)和歐洲太空總署(ESA)的合作計畫。 美國國家航空暨太空總署位於馬裡蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心負責監督望遠鏡及其任務運行,科羅拉多州丹佛的洛克希德-馬丁航太公司為其提供支援。 位於馬裡蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所為美國太空總署管理哈伯望遠鏡的科學運行,並由天文學研究大學協會負責運作。
編譯自/ SciTechDaily