Bo Zhang's Homepage
..The universe is unfolding as it should..

2013-8-30

新发现的伽玛射线新星族群

归档于: 天文空间科学, 知识理论 @ 5:09 pm

新星一般被解释为白矮星和伴星的相互作用。在这样的系统中,由于成员星距离较近,白矮星很容易将伴星外层的低密度物质拉向自身。来自伴星的富氢物质在白矮星表面堆积到一定程度后,其底部的温度和密度达到了足够高,就会诱发核聚变反应,发生爆燃,由此导致亮度突增。由于在此过程中抛出的放射性物质随后会发生衰变,长期以来人们都在怀疑新星可能会伴有少量MeV甚至能量更高的辐射。不过在费米伽玛射线空间望远镜发射之前,没有人料到某些新星能够拥有GeV的连续谱辐射。

然而费米望远镜恰恰发现了这样一类伴有连续高能辐射的新星。第一个例子是2010年3月爆发的天鹅座V407,它正起源于同名的双星系统,由白矮星与蒭藁增二型红巨星组成,由于红巨星星风的作用,系统中富含尘埃。天鹅座V407属于再发新星之列,与普通新星爆发间隙数乃至数万年不同,再发新星的爆发频率高达数十年一次。

能发现天鹅座V407伴随的伽玛射线辐射纯属意料之外。这次新星的伽玛射线辐射可以用带指数截断的幂律谱很好地拟合,前后持续了两周之久,且起始时间与光学爆发相符。考虑红巨星伴星周围的富尘环境,人们认为这次接收到的伽玛光子来自膨胀的新星抛射物壳层与星风的相互作用。由于星风密度较高,在壳层膨胀过程中,会与星风相撞,产生激波,并将其中的粒子加速,这样的过程与超新星爆发之后发生的情况类似。这样的系统中占据主导的更可能是电子等轻子成分,因此最可能的辐射机制是被加速电子的逆康普顿散射过程。

现有的另两个伽玛射线新星的例子是2012年6月的费米J1750−3243和J0639+058,分别位于天蝎座与麒麟座。它们都是由费米的大面积望远镜独立发现,随后才与光学新星挂上勾的,现在皆以所在星座和爆发年份命名。从光变曲线的形态和伽玛射线峰值流量来看,这三个伽玛射线新星共性很明显,且持续时标也都是十余日:

图片来源:Hill et al. (2013)

但是它们的相似性到此为止。论抛射物的速度,天鹅座V407较后两者更快。论能谱形态,后两者也只需单一幂律谱拟合即可。由于麒麟座2012年新星(即费米J0639+058)发现时位于太阳附近,其早期光学演化不是很清楚;而天蝎座2012年新星(即费米J1750−3243)光学波段与伽玛射线能段之间的光变延迟也远远长于天鹅座V407。

通过光学观测,不难发现这三个新星所处的系统面貌有着很大的差异。天鹅座V407是再发新星中稀有的蛇夫座RS型系统,有着较长的轨道周期以及红巨星伴星,成员星组合较为罕见,且星风密度格外高。由此,人们一时猜测伽玛射线新星应该是极其稀有的现象。但天蝎座2012年新星是更加传统的经典新星系统,星风密度一般;麒麟座2012年新星亦然。天蝎座新星的伴星类型尚不清楚,而麒麟座新星可能是尚处主序的K型矮星,星风应该也不会很强烈。

这样看来,可以很好解释天鹅座V407高能辐射的机制对后两个新星是无效的,人们需要发展新的理论。另外其他的经典新星乃至再发新星也并没有被费米望远镜观测到,这样就带来了一个问题:这几个已知的伽玛射线新星到底与其他同类天体有何本质区别?但为了回答它,目前仅有的3个样本是远远不够的,所以尚待更多的观测积累。

No Comments

No comments yet.

RSS feed for comments on this post.

Sorry, the comment form is closed at this time.

首页 | 天文 | 科学 | 摄影 | 模型 | CV | 版权声明 | 联系站长
京ICP备05002854号-2 Powered by WordPress Version 2.0.6
Licensed under Creative Commons Licenses

porno izle