有生之年?天箭座V的合并

作者|潘天峰

审核|程子烜

编辑|张宓

参宿四仍在继续变暗,目前V波段亮度(使用V滤镜测光得到的亮度,与目视情况比较接近)已减弱至1.5星等左右。作为生命末期的红超巨星,参宿四已经经历了上千万年的岁月,在其生命尽头亮度将剧增数万倍,发生“回光返照”式的超新星爆发。有生之年,参宿四会爆发吗?这恐怕没有人能给出确定的答案,这一事件可能发生在下一秒,也有可能发生在数百年后,甚至十万年之后!

有生之年?天箭座V的合并

参宿四2019年10月1日~2020年1月20日V波段光变曲线(图片来源于AAVSO)

 

然而,相比参宿四可望不可即、“量子力学”式的爆发,一个名不见经传的双星系统——天箭座V(V Sagittae,V Sge)将在80年内合并、成为夜空中最亮星的消息就让人有了活下去的小目标。2020年1月上旬在美国夏威夷檀香山举办的美国天文学会第235次会议上,来自路易斯安那州立大学天文与物理学系的天文学家布拉德雷·舍费尔(Bradley E. Schaefer)、尤汉·弗兰克(Juhan Frank)以及马诺斯·查佐普洛斯(Manos Chatzopoulos)提出了一项有力的预测:双星系统天箭座V将在2083±16年发生合并,产生新星爆炸[注意并非超新星爆炸,也与通常所说的新星(经典新星)有所不同]。

有生之年?天箭座V的合并

天箭座V合并后的想象图,最亮星便是天箭座V(图片来源于路易斯安那州立大学)

 

天箭座V是一个位于天箭座的激变变星系统,该系统由一颗3.3±0.2倍太阳质量的主序星和一颗0.85±0.05倍太阳质量的白矮星组成,距离地球约7760光年。

有生之年?天箭座V的合并

圆圈处为天箭座V,箭头所指为2013年海豚座新星,两者非常接近(图片来源于虚拟天文馆)

 

1902年,前苏联女天文学家利季娅·谢拉斯卡娅(Lidiya Tseraskaya,或写作Lidiya Ceraski)发现了这颗变星。但早在19世纪90年代的历史图像上便已有它的影子。早些时候,天文学家研究了天箭座V,认为它是一个与众不同的双星系统,然而当时没有人意识到这个双星系统增亮的速率如此之快。从19世纪90年代早期到最近十年,天箭座V增亮了10倍,即亮度增加了2.5星等。而近十年,天箭座V的增亮速率是30年前的两倍!

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天箭座V光变曲线(图片来源于路易斯安那州立大学)

一般而言,激变变星系统中的伴星质量比白矮星低,但这个系统的伴星质量竟是白矮星的3.9±0.3倍,这使得它成为唯一已知伴星质量大于白矮星的激变变星。两颗星距离较近,相互绕转的周期目前为12.34小时,来自主序星的物质以指数级增加的速率积聚在白矮星上,产生巨大的恒星风。据推测,天箭座V的吸积速率翻倍的时间约为89年。

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艺术家绘制的天箭座V的想象图,左为吸积中的白矮星,右为主序星(图片来源于路易斯安那州立大学)

天文学家很早就已知道,若主序星质量大于白矮星,这两颗星便会以螺旋形轨道逐渐接近,直至发生合并。预期天箭座V将在2083年前后合并,不确定范围±16年,合并的结果是产生一颗单一恒星,它的核心是白矮星,外部主要由氢构成。

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天箭座V预期光变曲线(图片来源于路易斯安那州立大学)

天箭座V将在未来几十年快速增亮,在2083年前后合并时急剧上升到峰值亮度。在它最亮的时候可以达到夜空中最亮恒星——天狼星的亮度,甚至有可能媲美金星,持续时长一个月左右。这比一个多世纪前已知的最亮新星[1843年海山二(船底座η)爆发,亮度-0.8星等]还要亮,而上一颗更亮的客星是1604年开普勒超新星[SN 1604(蛇夫座V843),亮度-3星等]。

 

有生之年,我们也许有机会看到“客星出,守左旗,昼见如太白”的罕见景象(左旗是中国古代星官之一,位于现代88星座的天箭座、狐狸座、天鹰座)!

参考资料

 

[1]Binary Star V Sagittae to Explode as very Bright ‘Nova’ by Century’s End,

路易斯安那州立大学,https://www.lsu.edu/physics/news/v_sge-press_release.php

[2]V Sagittae,wikipedia,https://en.m.wikipedia.org/wiki/V_Sagittae

[3]忘了參宿四吧,本世紀末將有顆「新星」達到金星亮度,台北市立天文科学教育馆,https://www.tam.museum/astronomy/astronomy_detail.php?lang=tw&id=746

[4]路易斯安那州立大学,

https://www.lsu.edu/physics/files/v_sagittae/vsge_technical-details.pdf

[5]CBAT List of Novae in the Milky Way,

Central Bureau for Astronomical Telegrams(CBAT),

http://www.cbat.eps.harvard.edu/nova_list.html

 

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原文始发于微信公众号(星明天文台):有生之年?天箭座V的合并

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