周一 · 知古通今|周二 · 牧夫?qū)?/p>

周三 · 風(fēng)月同天|周四 · 觀測指南

周五 · 深空探測|周六 · 茶余星話|周日 · 天象預(yù)報

翻譯：張瀚之

校對：牧夫校對組

編排：陶邦惠

后臺：朱宸宇

https://www.space.com/astronomy/stars/mystery-shockwave-around-dead-star-stuns-astronomers-we-found-something-never-seen-before-and-entirely-unexpected

最近，天文學(xué)家們用歐洲的南方天文臺的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）在一顆已經(jīng)死了的恒星周圍發(fā)現(xiàn)了出乎意料的激波?？吹降奶煳膶W(xué)家們都被眼前這道絕美的、奇特的激波弧震撼到了，因為它的存在完全違背了我們的既有認(rèn)知，也挑戰(zhàn)了當(dāng)前關(guān)于這種（已經(jīng)死亡的）恒星遺跡的理論框架。這個發(fā)現(xiàn)很可能會重新塑造我們對死亡恒星如何與周圍環(huán)境相互作用的全部理解。

這顆死亡恒星遺跡是一顆被命名為 RXJ0528+2838白矮星。白矮星指的是，與太陽質(zhì)量相近的恒星，在核聚變?nèi)剂虾谋M、拋射掉外層物質(zhì)后，所留下的高密度核。RXJ0528+2838距離地球有大約 730 光年之遙遠(yuǎn)。它擁有一顆伴星，并在這顆伴星的引力作用下不斷從伴星身上吸取物質(zhì)。一般情況來說，這些被吸積的物質(zhì)會在白矮星周圍形成一個吸積盤，然后盤中的物質(zhì)會慢慢地落向白矮星表面，多余的物質(zhì)會被強(qiáng)勁的外流拋射到太空中。然而，在 RXJ0528+2838 的小系統(tǒng)中，研究人員找了半天也找不到任何吸積盤存在的跡象，但是卻看到了一道美麗的激波，實在是令人費解，這激波到底是怎么回事，吸積盤又去哪里了？

杜倫大學(xué)的研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人西蒙娜在采訪中表示，“一個本應(yīng)安靜消亡、沒有吸積盤的系統(tǒng)，竟然能產(chǎn)生如此壯觀的星云結(jié)構(gòu)，這種哇的瞬間，在觀測中是極其罕見的！”

歐洲南方天文臺甚大望遠(yuǎn)鏡的 MUSE 儀器拍攝到的白矮星 RXJ0528+2838 的壯麗激波結(jié)構(gòu)。

圖片來源：ESO / K. I?kiewicz & S. Scaringi 等

這道激波是被甚大望遠(yuǎn)鏡上的多單元光譜探測器（MUSE）拍到的。天文學(xué)家們說，這顆白矮星在銀河系中運動時，與周圍星際介質(zhì)發(fā)生了相互作用，所以形成了這樣壯麗的景象。就像太陽以及銀河系中其他恒星一樣，它也在繞著銀河系中心旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這顆死亡恒星在空間中前行時，它會擠壓前方的星際氣體，從而形成一種被稱為弓形激波的結(jié)構(gòu)，類似于船只在航行時，船頭前方堆積起的波浪。不過這個波浪留在了宇宙中，被我們看到了。

“我們觀測到的是一股極其強(qiáng)烈的外流，但是根據(jù)現(xiàn)有的天文理論，這樣的外流本不該存在，”波蘭華沙尼古拉·哥白尼天文中心的博士后克里斯蒂安說。

研究團(tuán)隊最初是在分析西班牙的牛頓望遠(yuǎn)鏡拍攝的 RXJ0528+2838 圖像時，注意到這個異常結(jié)構(gòu)的蛛絲馬跡的。在意識到該結(jié)構(gòu)形態(tài)非同尋常后，他們隨即利用甚大望遠(yuǎn)鏡的 MUSE 儀器展開了后續(xù)觀測。

“借助 MUSE 的觀測數(shù)據(jù)，我們對弓形激波進(jìn)行了精細(xì)的制圖，然后又分析了這個激波化學(xué)成分，” 克里斯蒂安補(bǔ)充地說，“這一步至關(guān)重要，因為我們得確認(rèn)這個結(jié)構(gòu)確實起源于這個雙星系統(tǒng)本身，而不是什么無關(guān)的星云或星際云?！?/p>

數(shù)字化巡天（DSS）拍攝的圖像顯示了白矮星 RXJ0528+2838 所在的天區(qū)（位于畫面正中央。）

圖片來源：ESO / Digitized Sky Survey 2；致謝：D. De Martin

通過這個弓形激波的尺度和形態(tài)，我們猜測RXJ0528+2838 已經(jīng)向外釋放物質(zhì)至少長達(dá) 1000 年之久。然而，科學(xué)家無法解釋，一顆周圍沒有吸積盤的白矮星，究竟是如何在如此漫長的時間尺度上維持穩(wěn)定外流的。

研究團(tuán)隊并非毫無線索，他們推測，RXJ0528+2838 強(qiáng)大的磁場可能直接將從伴星奪取的物質(zhì)全部引到了白矮星表面，從而使吸積過程繞過了吸積盤的形成階段。

“我們發(fā)現(xiàn)即便沒有吸積盤，這類系統(tǒng)依然能夠驅(qū)動強(qiáng)勁的物質(zhì)外流，這是一種我們尚未理解的機(jī)制，這簡直挑戰(zhàn)了關(guān)于極端雙星系統(tǒng)中物質(zhì)運動與相互作用的傳統(tǒng)認(rèn)知?！?/p>

然而，即便考慮到磁場的作用，研究團(tuán)隊仍認(rèn)為，這道激波理論上最多只能維持約 100 年。這意味著，在該系統(tǒng)中一定還存在著另一種尚未揭示的能量來源，一種神秘的引擎，使外流與激波持續(xù)了原本預(yù)期時間的十倍之久。

極大望遠(yuǎn)鏡（ELT）的概念示意圖。也許ELT未來會在破解這一白矮星激波之謎中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

圖片來源：ESO / L. Cal?ada

要解開這一謎團(tuán)，關(guān)鍵或許在于借助即將建成的極大望遠(yuǎn)鏡（ELT），對更多此類雙星系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。ELT 正在智利北部阿塔卡馬沙漠建設(shè)，選址與甚大望遠(yuǎn)鏡相同。

ELT 將幫助天文學(xué)家繪制更多、甚至更暗弱的類似系統(tǒng)，并對其進(jìn)行精細(xì)觀測，從而最終揭示這股至今仍無法解釋的神秘能量來源。

該研究成果已于 1 月 12 日（周一）發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》（Nature Astronomy）上。

責(zé)任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號：astronomycn

仙女星系方向意想不到的“云”
圖片來源及版權(quán)：Yann Sainty & Marcel Drechsler

謝謝閱讀