专栏

天文学家使用美国宇航局的钱德拉X射线天文台和欧洲宇航局的XMM-Newton望远镜,对两个潮汐变形,极低质量的白矮星(WD)和大型伴星进行光学和X射线观测,使得J0751和J1741成为目前第五个超级双WD系统众所周知在二十世纪中叶,一个不寻常的明星被发现在Canes Venatici星座(拉丁语为“猎犬”)多年后,天文学家确定这个物体被称为AM Canum Venaticorum(或简称AM CVn)事实上,它是两颗恒星这些恒星每隔18分钟相互旋转一次,预计会产生引力波 - 爱因斯坦预测的时空中的涟漪AM CVn这个名字代表了一类新的物体,其中一颗白矮星明星正在从另一颗非常紧凑的伴星中拉出物质,例如第二颗白矮星(白矮星是密集的太阳状恒星遗骸,已经耗尽燃料并坍塌到E的大小) AM CVn系统中的一对恒星极快地相互绕行,在一小时内相互晃动,在一种情况下最快可达五分钟

相比之下,我们太阳系中最快的轨道行星水星围绕太阳运行每88天一次尽管已知近50年,但问题仍然存在:AM CVn系统来自哪里

新的X射线和光学观测开始回答这一点,随着天文学家认为将演变成AM CVn系统的第一个已知双星系统的发现,两个二元系统 - 以缩短的名称J0751和J1741 - 被观察到美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台和欧洲航天局XMM-牛顿望远镜的X射线使用麦克唐纳天文台在德克萨斯州的21米望远镜和新西兰的约翰山天文台10米望远镜进行光波长观测

艺术家的插图描绘了什么这些系统就像现在一样,未来可能发生的事情上面的面板显示二进制的当前状态,包含一个白矮星(在右边),大约是太阳质量的五分之一,另一个是更重,更多紧凑的白矮星大约五倍或更多倍(不像太阳一样的恒星,较重的白矮星较小)当两颗白矮星绕着彼此绕行时,引力波 - 那是的,由爱因斯坦预测的时空中的涟漪 - 将被释放,导致轨道变得更紧密最终,较小,较重的白矮星将开始从更大,更轻的物体中拉出物质,如中间板所示,形成AM CVn系统继续这个过程,直到在更大质量的白矮星上堆积如此多的物质,在大约1亿年内可能发生热核爆炸

一种可能性是热核爆炸可以完全破坏大型白矮星,天文学家称之为Ia型超新星(用作通过所谓的标准蜡烛标记宇宙中的大距离的超新星类型然而,更有可能的是,热核爆炸只会发生在恒星表面上,使其留下疤痕但完好无损所导致的爆发可能是大约是Ia型超新星亮度的十分之一这样的爆发已被命名 - 有点诙谐 - 就像Ia超新星一样爆发在其他星系中已观测到,但J0751和J1741是已知的第一个可以在未来产生Ia爆发的双星

光学观测对于识别这些系统中的两个白矮星并确定它们的质量至关重要X射线观测是需要排除J0751和J1741含有中子星的可能性中子星 - 这将使它不能成为AM CVn系统的可能母体 - 由于其磁场和快速旋转而会发出强烈的X射线发射XMM-Newton没有检测到来自这些系统的任何X射线AM CVn系统是科学家感兴趣的,因为它们被预测为引力波的来源,如上所述这很重要,因为即使这些波还没有被发现,许多科学家并且工程师正在研究应该能够在不久的将来检测它们的仪器这将为宇宙打开一个重要的新观测窗口Th报告这些结果的电子报告可在线获取,并将发布在皇家天文学会信函的月度通知中 作者是来自俄克拉荷马州诺曼的俄克拉荷马大学的Mukremin Kilic;德克萨斯大学奥斯汀分校的JJ Hermes;来自俄克拉荷马大学的Alexandros Gianninas;来自马萨诸塞州剑桥市史密森天体物理天文台的沃伦布朗;来自加拿大埃德蒙顿的阿尔伯塔大学的Craig Heinke;来自纽约哥伦比亚大学的Marcel Agueros;来自新西兰惠灵顿维多利亚大学的Paul Chote和Denis Sullivan;来自德克萨斯大学奥斯汀分校的Keaton Bell和Samuel Harrold美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理美国宇航局科学任务理事会的钱德拉项目

马萨诸塞州剑桥的史密森天体物理天文台控制钱德拉的科学和飞行运行出版物: MNRAS快报,正在出版研究PDF文件:发现:AM CVn和Supernovae Ia的祖先来源:NASA图片:NASA / CXC / M Weiss