那場重複百萬次的年度焰火秀_風聞

原創：牧夫天文

位於仙女座大星系的這顆新星，已產生了觀測史上最大殘骸（直徑400光年），然而它還在年復一年的持續爆發。

上圖中GK Persei是一種典型的新星殘骸。與從內部將恆星炸開的超新星爆發不同，新星爆發發生在白矮星的表面。在此之前，已觀測到的最大新星殘骸記錄大約是3.5光年寬，但研究人員最近發現的M31N 2008-12a，是一個跨越400光年的新星殘骸。

X射線成像: NASA/CXC/RIKEN/D.Takei et al; 

可見光: NASA/STScI; 

射電成像（淡藍色光暈）: NRAO/VLA

天文學家最近在仙女座大星系發現的這顆新星與眾不同，已經持續爆發數百萬年，且創造了觀測史上最大的殘骸。

《自然》雜誌上個月發表的這項新研究，不僅是首次在另一個星系中發現這種超級殘骸，它還為探測可能大量存在的反覆爆發恆星——再發新星——鋪平了道路，而且這些發現還可能進一步完善宇宙演化史。

雙星共舞

造成這片直徑400光年廣闊遺蹟的，恰恰是最小的恆星之一：白矮星。這類恆星死亡後，其外層被吹走，只剩下緻密的核心。

但是對於M31N 2008-12a來説，始作俑者不是普通的白矮星，它還有一個華麗的舞伴（另一顆恆星）。

當白矮星與其舞伴互相環繞運行時（雙星系統），會奪取該恆星上未消耗的氫。待這些氫燃料到達白矮星表面時，在其強烈引力作用下，急劇壓縮變熱。最終，引發核聚變形成氦並釋放大量能量，引起劇烈爆炸（參見太陽為什麼沒有瞬間爆掉），這種現象我們稱之為新星。

這種短暫的爆發會以約3％的光速向外噴射物質，導致白矮星亮度提高百萬倍。對於M31N 2008-12a，隨着時間的推移，反覆的爆發在白矮星周圍形成了巨大且不斷擴大的氣體和塵埃繭。

研究數據表明，這個殘骸甚至大過幾乎所有已知的超新星爆發殘餘，而這都歸功於持續百萬年的高頻率復發。

M31N 2008-12a 新星殘骸，尺寸約450x300光年。

M. J. Darnley et al. (Nature volume 565, pages 460–463 (2019))

一切還將繼續

尺寸巨大，並不是M31N 2008-12a唯一桂冠，每年至少一次的超高爆發頻率也使得它獨佔鰲頭。“當我們發現M31N 2008-12a每年都爆發時，大家都非常驚訝，”Allen Shafter（聖地亞哥州立大學的共同作者）在新聞發佈會上説。其他已知再發新星，最高頻率也不過十年一次。

雖然這場年度煙花秀已經持續數百萬年，但專家預測它終有停止之日。一旦白矮星超過錢德拉塞卡極限（白矮星的最高質量，約為太陽質量的1.44倍）， 它將無可挽回地炸裂成超新星，或坍縮成中子星。

根據現有理論，接近錢德拉塞卡極限的白矮星會經常發生新星爆發，生成巨大的殘骸。這也説明M31N 2008-12a正在為超新星爆發積聚能量。當然，你我是等不到這場終極煙花秀，只能“家祭無忘告乃翁”了。

未來4萬年內，答案就會揭曉。無論觀測到是Ia型超新星還是中子星，科學家們都會清楚這顆白矮星的構成。

如果再能觀測到更多的巨型新星殘骸，或許將有助於科學家們進一步研究Ia型超新星。超新星作為宇宙觀測的標準燭光，具有精確可預測的亮度，但其形成過程一直沒有完全揭秘。進一步瞭解超新星，或許將有助於揭秘宇宙的發展演變歷史。

對於M31N 2008-12a，科學家們急需解決的問題是，超新星爆發前如此巨大的殘骸到底是獨樹一幟，還是會層見迭出呢。如果是後者，尋找超新星就有了更多的線索，科學家們得以設計更好的探測器去尋找更多這種類型的超新星。

『天文時刻』 牧夫出品

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