东莞伴星论文发表

新浪科技讯 北京时间11月19日消息，据《每日科学》网站报道，天文学家借助欧洲南方天文台甚大望远镜，首次对宇宙空间一颗“吸血鬼恒星”的炮弹状喷射物进行了仔细观测。这颗“吸血鬼恒星”不断吞噬伴星的物质，2000年11月发生过猛烈的爆发。天文学家据此测算出它和太阳之间的距离，以及它爆炸时自身的亮度。科学家认为，这一双星系统可能是孜孜以求的Ia型超新星的“先祖”。Ia型超新星对于研究暗物质十分关键。超新星爆发是大质量恒星的“暴死”。 当恒星爆发时的绝对光度超过太阳光度的100亿倍、新星爆发时光度的10万倍，中心温度达100亿摄氏度时，就会被天文学家称为超新星爆发。天文学家把超新星按它们光谱上的不同元素的吸收线来分成数个类型。Ia型超新星没有氢、氦吸收线，有硅吸收线。它们都是源于到达或接近钱德拉塞卡极限的白矮星的爆发。发布有关研究成果的论文第一作者、南非开普敦大学教授帕特里克说：“现代天体物理学的一大难题是，我们仍然没有弄清何种恒星系统最终会发生Ia型超新星爆发。这类超新星在证实宇宙由于暗物质的推动正加速膨胀方面非常关键。这很令人尴尬。”天文学家借助欧南台甚大望远镜对船尾座名为V445的天体进行了很详细地观测研究。V445是迄今发现的第一颗没有证据表明存在氢的新星，也是唯一的一颗。通过对其进行观测，天文学家首次发现证据证明在一颗白矮星表面发生氦气爆发。论文共同作者、英国华威大学的丹尼说：“这非常关键，众所周知Ia型超新星没有氢。V445的伴星也没有氢，而是向这颗白矮星输送大量的氦气。”在2000年11月，这一系统发生了一次新星爆发，亮度超过以前250倍，朝太空喷发了大量物质。la型超新星是宇宙学重点研究的对象，因为他们可以被用作“标准烛光”来测算宇宙空间中的距离，因此能够校准暗能量引起的宇宙膨胀加速。la型超新星更可能生成于两颗恒星形成的系统，其中一颗是白矮星。白矮星属于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期，抛射出大量的物质，经过大量的质量损失后，如果剩下的核的质量小于1.44个太阳质量，这颗恒星便可能演化成为白矮星。白矮星会成为“吸血鬼”，从吞噬伴星上的物质。当它的质量超过一定限度时，就会变得不稳定，最终会爆炸。不过白矮星质量增加到足够超新星爆发并不容易。因为，一方面白矮星“捕食猎物”，物质在其表面积累。如果物质堆积的太厚，就会变得不稳定，发生新星爆发。这些受控的微小爆炸会将积累的部分物质抛射向宇宙空间。关键的问题是，白矮星能否在向外喷发物质时还能“增肥”。如果从伴星吞噬的物质能够留在白矮星表面，最终它会变得足够重，因而发生超新星爆发。在跨度为两年的时间里，天文学家团队利用欧南台甚大望远镜NACO自适应光学系统得到了V445的高清晰图片。该望远镜功能强大，担负着搜索太阳系旁邻近恒星的行星，研究星云内恒星的诞生，观察活跃星系核内可能隐藏的黑洞及探索宇宙的边缘等重任。综合甚大望远镜NACO自适应光学系统图片和其他几架天文望远镜的数据，天文学家确定出这一系统距太阳大约25000光年，自身亮度为太阳的10000倍。这暗示这一系统中的白矮星质量已经很大，接近死亡终点，而且正以很快的速率从伴星获得物质。帕特里克表示，“船尾座V445最终是会超新星爆发，还是目前的新星爆发致使过多的物质被喷发出去使其无法形成超新星爆发，还不得而知。”据悉，天文学家的这一研究成果将会刊登在11月20日的《天体物理学》杂志上。

在1983年，两位实验物理学家理查德·穆勒和路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨讨论了他们收到的一篇论文。这篇论文来自两位德高望重的古生物学家戴维·劳普和约翰·塞普科斯基，他们在这篇文章中提出了一个令人震惊的主张，每2600万年就有一次大灾难发生在地球上，就像上紧的发条一样规律。在1975年，阿尔瓦雷茨就曾提出过在6500万年前，一颗小行星撞击地球，导致恐龙灭绝。

许多古生物学家最初都不重视这个理论，虽然阿尔瓦雷茨获得过诺贝尔物理学奖，但是这些古生物学家还是在公开场所中把他斥为“疯子”。而戴维·劳普和约翰·塞普科斯基在那时便支持阿尔瓦雷茨的小行星理论，现在他们把自己的理论寄给阿尔瓦雷茨，或者更确切地说是他们的发现，因为他们没有提供任何解释。穆勒和阿尔瓦雷茨同意研究他们所提出的奇怪的说法：地球每2600万年发生一次大灾难。

劳普和塞普科斯基收集了大量关于物种灭绝的数据，这远远超过了以前所收集的数据。他们的分析表明，每2600万年就有一次大范围的物种灭绝。阿尔瓦雷茨的研究已经表明，至少有两次灭绝是由小行星撞击造成的。一次是在6500万年前的白垩纪末期灭绝了恐龙，另一次是在始新世末期，在3500-3900万年前杀死了许多陆地哺乳动物。

但是这些新的发现令人难以置信，这类事件的起因是什么？一颗小行星会每2600万年袭击地球一次，这是可能的吗？一颗小行星在接近太阳的地方撞击地球的几率只有十亿分之一左右。这类事件所发生时间也应该是随机间隔的，而不是每2600万年精确地发生一次。是什么能让这类事件的发生达到这样的规律？这很可笑，但是物理学家有一句讽刺的话：“如果它发生了，那么它一定是可能的。”

穆勒用物理学家而不是古生物学家的方式重新放置了数据，使得每次灭绝发生的时间和强度上都有不确定性。然后他以2600万年的间隔放置箭头。八个箭头指向灭绝峰，只有两个漏掉。新图表比穆勒预期的更令人印象深刻。

这些数据看起来令人印象深刻，每2600万年就有一次大规模的灭绝，我们知道其中两次是由于小行星撞击而引起的，但是这些灭绝事件都是有小行星引起的吗？有规律小行星碰撞是什么原因造成的？他们能想出什么模型来解释呢？

阿尔瓦雷茨向穆勒建议并提出一个模型，穆勒适时地同意了：“假设有一颗伴星绕太阳运行。每隔2600万年，它就会接近地球并做些什么，我不确定是什么，但它会使小行星撞击地球。也许它带来了小行星。”阿尔瓦雷斯认为这是可能的，并且他们进行了计算，研究是否存在一颗伴星，这颗伴星有一个大的并且不会被其他恒星的引力影响的轨道。椭圆轨道的长轴与轨道的周期有关系，在这种情况下2600万年，根据开普勒第三定律便能得出。

穆勒很快就知道这大约是2 . 8光年。这使伴星足够接近太阳，而就不会被其他恒星的引力控制。阿尔瓦雷茨对正在建设中的模型表示认同。假想的星星被命名为“复仇女神”(也被称为涅墨西斯星)。有人暗示，“复仇女神”在穿过奥尔特云时（一个围绕太阳系外轨道的彗星带）会扰乱一些彗星的轨道，并将它们送入太阳系的内部和我们的星球。“复仇女神”被认为是一个大质量的暗星，其体量比一个行星大得多，但不足以形成一个明亮的恒星，因此可能是红矮星或褐矮星。

图解: 艺术家想像的涅墨西斯星及太阳

“复仇女神”还没有被发现，如果它存在，寻找她无疑是大海捞针。在一百万颗明亮的星星之间，如果我们知道它是哪一个，我们就能通过望远镜看到它。一旦我们知道它在哪里，用一个小望远镜就可以很容易地测量出它与太阳的距离。

我们确切地知道什么？我们知道，一个外星物体，就是彗星或小行星，6500万年前撞击地球，并导致恐龙在白垩纪末期灭绝。除此之外，我们认为地球遭受了彗星和小行星的周期性风暴。戴维·劳普和约翰·塞普科斯基对周期性大规模灭绝的重要发现有赖于对数据的坚定和仔细分析。周期性的灭绝，以及伴随而来的周期性的火山爆发理论，似乎已经牢固地建立起来了。“复仇女神理论与我们所知道的物理学、天文学、地质学和古生物学都是一致的。但这是间接的（也可能是巧合），我们需要找到“复仇女神”才能知道真相。

图解:塞德娜的轨道与太阳系其他主要天体的轨道比较, 有人认为塞德娜运行轨道极大的偏心率可能暗示了涅墨西斯的存在，而这颗矮行星可能在太阳和涅墨西斯之间左右为难。

当阿尔瓦雷茨开始对“亚平宁山脉中一个不起眼的粘土层”感兴趣时，他提出铱的痕量分析可以用来测量沉积速率，但对所有人来说，它都证明了外星撞击已经发生了。粘土层在世界范围内被发现，分析表明它是大约10%的小行星或彗星物质，其余的来自于被撞击而抛出的蒸发岩石。现在已知有五次大规模的灭绝具有铱信号。通过对撞击造成的尘埃的气候影响的研究，发现了核冬天的存在。当爱德华·安德斯在边界粘土层发现烟尘时，就知道了大规模的灭绝和核冬天之间的联系。

劳普和塞普科斯基试图证明大规模灭绝频繁发生，这导致了一个令人惊讶的、起初完全无法解释的结论：大规模灭绝每2600万年就发生一次。根据这一发现，穆勒、马克·戴维斯和皮特·赫特提出了“复仇女神”，这是一颗太阳的伴星，能够引发彗星风暴，这也是大卫·惠特米尔和阿尔伯特·杰克逊同时提出的理论。这一理论立即引导穆勒和阿尔瓦雷斯观察了对地球的影响与大规模灭绝遵循相同的时间表，这种相关性是由迈克尔·兰皮诺和理查德·斯托瑟斯独立发现的。

事实证明，彗星风暴的概念比“复仇女神”理论本身更为普遍，更具可检验性，并导致人们相信在其持续的几百万年时间里，大规模灭绝是时不时出现的。彗星风暴中的一个假设使唐纳德·莫里斯和穆勒找到了解释地磁逆转的方法。所有这些都来自“亚平宁山脉的一个不起眼的粘土层”。

我们观察了脚下的岩石，预言了一颗恒星。现在我们需要直接的证据，一个有力的证据。

我认为这是一个正确的理论。它符合所有已知的事实，完全符合我们对常规大规模灭绝的认知，从火灾风暴中发现的烟尘，核冬天，边界粘土层中的铱信号，以及世界各地的撞击坑，几乎可以说它是完美的，除了一件事，没有直接的证据，我们还没有发现“复仇女神”。然而，这一缺失的证据本身并不能成为驳斥这种精彩理论的理由。 复仇女神可以被发现明天，或在未来20年的时间里。

然而，复仇女神还没有被发现的事实，对我来说，有点令人担忧，依巴谷卫星在1989年发射并运行到1993年。它的任务是绘制一张非常精确的新星表。复仇女神没有被发现，至少，如果它是还没有被注意到的话。

我们还没有确切的证据，其他理论也同样有力。

我想复仇女神是存在的。有一件事是肯定的，我们每2600万到3000万年都会被巨大的小行星或彗星撞击，它们确实会导致大规模的灭绝。下次可能是我们。

下一次是什么时候？别担心，再过1500万年左右就不会了。但别以为我们是安全的，我们会被奇怪的流浪小行星以更正常的频率撞击，任何一颗小行星都可能产生同样的致命结果。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 不想读文献的汉子- thekeyboard

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许多恒星爆炸成发光的超新星，随着年龄的增长而膨胀，它们耗尽了核聚变的燃料。但是有些恒星可以去超新星只是因为他们有一个亲密而又讨厌的伴星，有一天，它会让它的伴侣更加慌乱而爆炸。

后面这些事件可能发生在双星系统中，其中两颗恒星试图分享统治权。虽然爆炸的恒星发出了大量有关其身份的证据，但天文学家必须参与侦探工作，以了解引发爆炸的错误伴星。

1月10日，在西雅图召开的2019年美国天文学会会议上，一支国际天文学家团队宣布，他们已经确定了伴星的类型，这种恒星使其合作伙伴处于二元系统 - 碳氧白矮星爆炸中。通过对距离我们5.45亿光年远的超新星SN 2015cp的反复观测，该团队检测到伴星在爆炸前已经脱落的富含氢的碎片。

“碎片的存在意味着伴侣要么是一颗红巨星，要么是类似的恒星，在使它的同伴变成超新星之前，已经脱落了大量的物质，”华盛顿大学的天文学家梅丽莎格雷厄姆说，他提出了这一发现，并且随附论文的主要作者在“ 天体物理学杂志” 上接受发表。

超新星材料以10％的光速照射到这颗恒星的垫料中，使其发出紫外线，这是在最初爆炸后近两年哈勃太空望远镜和其他天文台检测到的。通过寻找双星系统中超新星发生后数月或数年的碎片影响的证据，该团队认为天文学家可以确定这位同伴是一个凌乱的红色巨人还是一个相对干净整洁的恒星。

该团队将这一发现作为对特定类型超新星（称为Ia型超新星）的更广泛研究的一部分。当碳氧白矮星由于二元伴星的活动而突然爆炸时会发生这种情况。碳氧白矮星是小而密的，对于恒星而言非常稳定。它们来自较大恒星的坍塌核心，如果不受干扰，可以持续数十亿年。

根据格雷厄姆的说法，Ia型超新星已被用于宇宙学研究，因为它们的一致光度使它们成为理想的“宇宙灯塔”。他们已被用来估计宇宙的膨胀率，并作为暗能量存在的间接证据。

然而，科学家们并不确定哪种伴星会触发Ia型事件。大量证据表明，对于大多数Ia型超新星而言，伴星可能是另一种碳氧白矮星，在此后不会留下富含氢的碎片。然而理论模型已经表明，像红巨星这样的恒星也可以触发Ia型超新星，它可以留下富含氢的碎片，这些碎片会被爆炸击中。在迄今为止研究的数千种Ia型超新星中，后来观察到只有一小部分影响伴星发射的富氢物质。先前对至少两个Ia型超新星的观测在爆炸后几个月检测到了发光碎片。但科学家们并不确定这些事件是否是孤立事件，

“迄今为止所有使用Ia型超新星进行的科学研究，包括对暗能量和宇宙膨胀的研究，都依赖于我们相当清楚地知道这些'宇宙灯塔'是什么以及它们如何工作的假设，”格雷厄姆说。“理解这些事件是如何被触发的，以及是否只有一类Ia事件应用于某些宇宙学研究，这一点非常重要。”

该小组利用哈勃太空望远镜观测，在初始爆炸后约一至三年内查找70型Ia型超新星的紫外线辐射。

格雷厄姆说：“通过观察最初事件发生后数年，我们正在寻找含有氢的震惊物质的迹象，这表明伴侣不是另一种碳氧白矮星。”

对于2015年首次发现的超新星SN 2015cp，科学家们发现了他们正在寻找的东西。2017年，在超新星爆炸后的686天，哈勃望远镜发现了紫外线的碎片。这些碎片远离超新星源 - 至少1000亿公里，即620亿英里。作为参考，冥王星的轨道距离我们的太阳最多可达74亿公里。

在2017年，也就是最初爆炸后的686天，哈勃太空望远镜记录了SN 2015cp的紫外线发射（蓝色圆圈），这是由超新星材料撞击先前由伴星产生的富氢材料引起的。黄色圆圈表示宇宙射线打击，与超新星无关。

通过在他们的调查中比较SN 2015cp与其他Ia型超新星，研究人员估计不超过6％的Ia型超新星有这样的垃圾伴侣。格雷厄姆说，对其他Ia类事件的重复，详细观察将有助于巩固这些估计。

哈勃太空望远镜对于探测SN 2015cp的伴星恒星碎片的紫外线特征至关重要。在2017年秋季，研究人员安排夏威夷的WM Keck天文台，新墨西哥州的Karl G. Jansky超大型阵列，欧洲南方天文台的超大型望远镜和美国国家航空航天局的Neil Gehrels Swift天文台对SN 2015cp进行了额外的观测。其他。事实证明，这些数据对于确认氢的存在至关重要，并且由密歇根州立大学的研究员Chelsea Harris在同伴论文中提出。

“SN 2015cp发射的发现和后续实际上证明了许多天文学家以及各种类型的望远镜如何共同理解瞬态宇宙现象，”格雷厄姆说。“这也是天文学研究中意外发现的一个完美例子：如果哈勃在一两个月之后看过SN 2015cp，我们就不会看到任何东西了。”

格雷厄姆还是威斯康星大学DIRAC研究所的高级研究员，也是大型天气调查望远镜（LSST）的科学分析师。

“未来，作为其定期观测的一部分，LSST将自动检测类似于SN 2015cp的光发射 - 来自受Ia型超新星材料影响的氢气，”格雷厄姆说。“这将使我的工作变得如此简单！”