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2022年,目睹双星合二为一

如果预言没错的话,2022年,在天鹅座中红圈标出的这个位置,将爆发出一颗肉眼可见的新星,亮度将达到2等。这是一对双星合二为一的结果。图片来源:calvin.edu

艾麦乐 编译)如果美国加尔文学院的劳伦斯·莫尔纳(Lawrence Molnar)及其同事是正确的,那么一对名为KIC 9832227的双星很快就要合二为一了。

恒星合二为一并不新奇。天文学家推测,这样的事情在恒星密集的地方曾经发生过,比如在那些古老的球状星团内部。最近还有科学家提出,猎户座里著名的红超巨星“参宿四”,可能就是两颗恒星合并的结果,这可以解释它的自转为何会如此迅速。

天文学家此前也(有可能)已经观测过一次恒星并合事件。2008年,天蝎座V1309突然爆发,被天文学家发现。波兰哥白尼天文中心的罗穆亚尔德·泰仑达(Romuald Tylenda)及其同事,根据光学引力透镜实验(OGLE)中超过2000次的存档观测记录,断定天蝎座V1309很可能是一对相接双星(contact binary star)。所谓“相接双星”,就是两颗恒星轨道太近,彼此“亲”在了一起。它们甚至共享同一个外层大气,就像一个花生壳里有两粒花生仁一样。

一开始,泰仑达的研究团队得出结论,天蝎座V1309的两颗恒星大约每1.4天相互旋转一圈。当这两颗恒星的外层大气合并成同一个包层把两者都囊括在内时,它们的公转周期便随时间以指数形式缩短。此时,这个天体开始变亮,然后越来越快,直到两颗恒星核心合二为一,释放出巨大的能量,使得它的亮度比原来那对相接双星亮了10000倍。

莫尔纳的研究团队认为,KIC 9832227即将面临同样的命运。

莫尔纳的研究团队根据观测数据建立的KIC 9832227双星模型。这两颗恒星因为太过靠近,已经“亲”在了一起。图片来源:calvin.edu

这对12等双星位于天鹅座中,目前的轨道周期大约为11小时。早在2013年,莫尔纳的一名学生就发现,这一周期正变得越来越短;后续研究表明,周期缩短的速度还在加快,就像天蝎座V1309爆发之前所经历的那样。莫尔纳在2015年提出,KIC 9832227可能会迎来一场碰撞,但当时他的团队还不确定,这一变化是否是由另一颗遥远的不可见伴星所致。

现在,利用前后跨越17年的多项观测数据,研究团队发现了一颗较近的伴星——或许就是它促使那对双星开始“亲”在了一起。不过,除此之外,没有任何其他原因能够解释双星轨道周期的变化。他们还发现,那对双星的轨道周期还在持续变短,正如预期的那样,好像两颗恒星正盘旋着靠近彼此。尽管轨道周期只缩短了大约1秒,但在可以达到小数点后8位的测量精度面前,这一变化也称得上是相当显著了。因此,在没有其他靠谱解释的情况下,研究团队认为这对双星已经开启了即将并合的模式。

利用天蝎座V1309作为模型,这些天文学家预言KIC 9832227将在2022年合二为一,前后误差约为1年。1月6日,莫尔纳在美国天文学会冬季年会上公布了这一大胆的预言。

即使假设这样的解释是正确的,也仍有一些因素是我们所未知的。例如,天文学家并不知道爆发会在何时开始。天蝎座V1309在最终爆发前将近2年就开始增亮,不过考虑到KIC 9832227的参数,研究团队估计,它的亮度增加可能只会提前1个月左右。

KIC 9832227的位置和亮度特别适合北半球的天文爱好者观测。如果真的爆发,那么在天鹅座里,就将出现一颗肉眼可见的新星,亮度预计可以达到2等。莫尔纳正在制作一个网站,天文爱好者可以在那里上传他们的观测资料,并计算这些数据与研究团队的预言是否吻合。

我们拭目以待!(编辑:Steed

参考文献

  1. L. A. Molnar et al. “Prediction of a Red Nova Outburst in KIC 9832227.” Presented at the American Astronomical Society meeting, abstract 417.04.
  2. R. Tylenda et al. “V1309 Scorpii: Merger of a Contact Binary.” Astronomy & Astrophysics, April 2011.
The End

发布于2017-01-09, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Camille M. Carlisle

《天空与望远镜》杂志科学编辑

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