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麒麟座V838

麒麟座V838（V838 Monocerotis、V838 Mon）是位在麒麟座的一颗红色变星，距离太阳约20,000光年（6 kpc）[1]；它可能是已知最大的恒星之一，该恒星在2002年经历了一次爆发事件并被观测到。一开始相信这是一次新星爆发，但在之后发现并非如此。爆发的原因至今不明，但有数个理论已经提出，其中包含恒星死亡的过程、联星合并或吞噬行星。

麒麟座V838
V838 Monocerotis

哈伯太空望远镜于2002年12月17日拍摄的麒麟座V838和它的回光
观测资料
历元 2000.0
星座 麒麟座
星官
赤经 07h 04m 04.85s
赤纬 −03° 50′ 50.1″
视星等（V） 15.74
详细资料
半径1,570 ± 400 R☉
其他命名
Nova Monocerotis 2002, GSC 04822-00039
参考数据库
SIMBAD资料

爆发

2002年1月6日有一颗在麒麟座内先前不知名的恒星被发现光度增加[2]。它是一颗新发现的变星，依规定命名为麒麟座V838，代表它是麒麟座内的第838颗变星。起初的光度曲线使他被认为是一颗新星，是一对联星中的白矮星经由吸积从邻近的伴星获得出足够的氢气，然后形成表面喷发的现象，因此它也被标示为麒麟座新星2002（Nova Monocerotis 2002）。麒麟座V838在2002年2月6日达到6.75等的最大视星等，然后光度一 如预期的很快变暗。但是，这颗星在3月再度变亮，而这次光度集中在红外线的波长上。之后，四月初在红外线的波长上又发生一次增光，然后它的亮度回复到接近爆发之前的星等，15.6等。 这种由爆炸产生的光度曲线和之前曾经观测过的完全不同[3]。

这颗恒星的亮度曾经亮达约太阳的百万倍[4]，在它达到最大光度时，可以确认是银河系最亮的恒星之一。造成明亮的原因是恒星表层迅速的扩大，使用帕罗马测试干涉仪的观测，证实了它的半径是1,570± 400的太阳半径（相当于木星的轨道半径），确认了较早前间接的计算[5]。扩大只经历了几个月，显示他的速度是异常的。在热力学定律的支配下，膨胀的气体温度必定会下降，因此这颗恒星变得非常低温且呈深红色。事实上，有些天文学家们认为这颗恒星的光谱应该属于棕矮星的L型。如果真是这样，麒麟座V838将会是第一颗已知的L型超巨星[6]。


其他可能的类似现象

发生像麒麟座V838这种爆发的变星是突出的少数。在1988年，曾在仙女座星系侦测到一颗红色的恒星爆发，被命名为M31-RV，在暗淡至检测不到光度之期，达到的最大光度是绝对热星等-9.95等(相当于太阳亮度的750万倍)。在1994年，银河系也曾发生类似的爆发（人马座V4334）[7]。

前身星

 
麒麟座V838和太阳系内部行星轨道比较。
 
麒麟座V838在银河系内的位置。

一些细节正在显露这颗恒星所经历爆炸的本质。建立在不正确的回光上的解释，最初估计这颗恒星的距离在1,900至2,900光年之间。结合在爆发前的照片上测量到的视星等，它被认为是一颗光度不足的F型矮星，与我们的太阳没有太大的差别，因而造成了很大的疑惑[8]。

更精确的测量得到大了许多的距离，20,000光年(6千秒差距)，使得这颗恒星远比太阳更大和更亮许多。这颗恒星的质量可能是太阳的5至10倍[9]，而亮度则是550至5,000倍。原始的半径约是太阳的5倍，温度在4,700至30,000 K[1]，不用说，这些都是非常粗略的。Munari等人于2005年认为这颗变星的前身是一颗质量非常大的恒星，可能高达太阳的65倍。他们还导出这个系统的恒星可能只有400万岁的结论[10]。

麒麟座V838的光谱显示有一颗伴星，可能是一颗与爆炸的恒星没有太大差异的高温蓝色恒星，是B型的主序星[9]。这颗爆发的恒星也有可能比同行的伴星质量稍微小一些，并且是刚刚才进入主序带[8]。

建立在伴星的光度计视差，Munari等人得到了更远的距离，36,000光年(1万秒差距)[10]。

回光

 
麒麟座V838不同时间的影像显示了回光的扩张。版权：NASA/ESA.

像新星和超新星这种光度快速增加的天体一般会产生回光现象。以直线行进的光会先到达；如果星际物质形成的云气在恒星周围，部分光会被星际介质云反射。因为被反射的光行走距离较长，会较晚到达并在喷发物质周围产生扩张的光环影像。此外，这些环乍看之下移动的速度高于光速[3]。

麒麟座V838造成的回光现象是史无前例的，而且被哈伯太空望远镜以影像详细纪录。从照片中看来，似乎是一个膨胀中的球壳碎片，他们其实是一个不断膨胀中的椭球被照亮所形成的，前身星在一个焦点上，而观测者在另一个焦点上。因此，不论它的外观如何，这些照片中的结构对观测者实际上是凹陷的。

目前尚未明了周围的云气和恒星本身是否有关。如果相关的话，它们可能是在先前的爆发中形成的，这将排除数种基于单一灾难性事件的模型[3]。然而有强烈证据显示麒麟座V838系统相当年轻，而且至今还位于形成它的星云内[4]。

有趣的是，麒麟座V838第一次喷发是发生在较短的波长（较偏蓝），并且在其回光中可见：回光的外边缘在哈伯拍摄的影像中是偏蓝的[3]。

模型

到目前为止，已经有好几个相当不同的模型被发表，用来解释麒麟座V838爆发的原因。

异常新星爆发

麒麟座V838尽管是如此的突出和不寻常，但毕竟还是一颗新星。然而，这是非常不寻常的考虑：一个包含一颗年轻且大质量B型恒星的系统。这个系统没有足够的时间让一颗可能的白矮星冷却和吸积足够的物质来产生爆发[7]。

濒死恒星的热脉冲

麒麟座V838可能是一颗接近死亡边缘的后渐近巨星分支恒星。被回光照亮的星云可能是之前恒星爆发产生，围绕在恒星周围的球壳状云气。它突然变亮可能是因为氦闪发生；当一颗濒死低质量恒星的核心突然发生将氦融合成碳的核聚变反应时会相当混乱，但不会将恒星毁灭。这样的事件已经知道在樱井之星（Sakurai's Object, 人马座V4334）发生过。然而，在麒麟座V838周围的星际物质只提供该假说一部分的证据。一颗失去外层的濒死恒星应该相当高温，但观测证据却指出这是颗年轻恒星[9]。

超巨星热核反应

根据一些证据，麒麟座V838可能是相当巨大的超巨星。如果是这样的话，该次爆发可能是因为恒星包层中的氦突然开始进行合成碳的核聚变，也就是所谓的氦闪。相当巨大的恒星在这类事件可以有多颗存在，但这些巨大恒星在变成极为高温的沃夫-瑞叶星之前其质量会大量流失（大约是主序星时质量的一半）。这个理论也许也可以解释恒星周围球壳状的尘埃。麒麟座V838是大约位于银心的方向，并且偏离银河系的盘面。在星系外围的区域恒星形成较不活跃，而且目前尚不清楚如何在该处形成如此巨大恒星。但有些非常年轻的星团在这类区域，像是距离约7kpc的Ruprecht 44和距离约6kpc，年龄约四百万年的NGC 1893[10]。

合并爆发

这次爆发可能是两颗主序星（或者一颗质量 8 M☉ 的主序星和一颗质量 0.3 M☉ 的主序前星）“合并爆发”（mergeburst）的结果。这个模型被看起来相当年轻的系统和多星系统可能不稳定的事实所支持。较低质量的恒星可能是在一个高度偏心或者是向较高质量的恒星弯曲的轨道。电脑模拟也显示合并的模型是可能的。这个模拟也显示了膨胀的外层可能几乎都是来自较小恒星。此外，合并的模型也可以解释在爆发期间观测到的多个光变曲线的峰值[4]。

恒星捕捉行星事件

另一个可能性是麒麟座V838可能已经吞噬了它所属的巨大行星。如果有行星进入恒星的大气层，恒星大气层可能会开始让行星的轨道速度减速。当行星进入恒星大气较深处的时候，磨擦力会变强且动能将释出并更快速进入恒星。该恒星的外层温度将会升高到足以驱使氘的核聚变，将造成快速膨胀。接着当另外二颗行星进入膨胀的外层之后将产生一个光度的高峰。该模型计算出每年有0.4个行星被类似太阳的恒星捕捉的事件，至于类似麒麟座V838这种巨大恒星则是每年大约有0.5–2.5个行星被恒星捕捉事件[1]。

其他

 
梵高作品《星夜》。
  • 哈伯太空望远镜的科学团队于2004年3月4日公布于同年2月8日拍摄的照片时表示，和知名画家梵高的巨作《星夜》中的湍流有着相似的神韵[11][12][13]。另外也有人表示该张照片相当类似Firefox浏览器的注册商标[14][15]。

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Retter, A.; Zhang, B.; Siess, L.; Levinson, A. The planets capture model of V838 Monocerotis: conclusions for the penetration depth of the planet/s. 1. May 22, 2006 [10 August 2006]. （原始内容存档于2017-11-11）. 
  2. ^ Brown, N. J. IAU Circular No. 7785. January 10, 2002 [10 August 2006]. （原始内容存档于2006-04-30）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Bond, Howard E.; Henden, Arne; Levay, Zoltan G.; Panagia, Nino; Sparks, William B.; Starrfield, Sumner; Wagner, R. Mark; Corradi, R. L. M.; Munari, U. An energetic stellar outburst accompanied by circumstellar light echoes. Nature. March 27, 2003, 422 (6930): 405–408 [10 August 2006]. PMID 12660776. doi:10.1038/nature01508. （原始内容存档于2008-03-09）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Soker, N.; Tylenda, R. Modelling V838 Monocerotis as a Mergeburst Object. 1. June 15, 2006. （原始内容存档于2017-11-15）. 
  5. ^ Lane, B. F.; Retter, A.; Thompson, R. R.; Eisner, J. A. Interferometric Observations of V838 Monocerotis. The Astrophysical Journal (The American Astronomical Society). April 2005, 622 (2): L137–L140 [10 August 2006]. doi:10.1086/429619. （原始内容存档于2017-11-15）. 
  6. ^ Evans, A.; Geballe, T. R.; Rushton, M. T.; Smalley, B.; van Loon, J. Th.; Eyres, S. P. S.; Tyne, V. H. V838 Mon: an L supergiant?. Monthly Notice of the Royal Astronomical Society (Royal Astronomical Society). August 2003, 343 (3): 1054 [10 August 2006]. doi:10.1046/j.1365-8711.2003.06755.x. 
  7. ^ 7.0 7.1 Boschi, F.; Munari, U. M 31-RV evolution and its alleged multi-outburst pattern. Astronomy & Astrophysics. May 2004, 418: 869–875 [10 August 2006]. doi:10.1051/0004-6361:20035716. （原始内容存档于2016-12-22）.  M31-RV - 0402313
  8. ^ 8.0 8.1 Tylenda, R. Evolution of V838 Monocerotis during and after the 2002 eruption. Astronomy and Astrophysics. June 4, 2005, 436 (3): 1009–1020 [10 August 2006]. doi:10.1051/0004-6361:20052800. （原始内容存档于2017-11-15）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Tylenda, R.; Soker, N.; Szczerba, R. On the progenitor of V838 Monocerotis. Astronomy and Astrophysics. October 2005, 441 (3): 1099–1109 [10 August 2006]. doi:10.1051/0004-6361:20042485. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 Munari, U.; Munari, U.; Henden, A.; Vallenari, A.; Bond, H. E.; Corradi, R. L. M.; Crause, L.; Desidera, S.; Giro, E.; Marrese, P. M.; Ragaini, S.; Siviero, A.; Sordo, R.; Starrfield, S.; Tomov, T.; Villanova, S.; Zwitter, T.; Wagner, R. M. On the distance, reddening and progenitor of V838 Mon. Astronomy and Astrophysics. May 2, 2005, 434 (3): 1107–1116 [10 August 2006]. doi:10.1051/0004-6361:20041751. （原始内容存档于2017-11-15）. 
  11. ^ V838 Monocerotis revisited: Space phenomenon imitates art. [2010-10-17]. （原始内容存档于2010-10-13）. 
  12. ^ 梵高名画隐藏的科学秘密. 科学生活. 2009-05-31 [2009-10-01] （简体中文）. [失效链接]
  13. ^ 梵高《星夜》与哈勃望远镜拍摄照片“异常相似”. 千龙新闻网. 2004-03-05 [2009-10-01]. （原始内容存档于2010-05-12） （简体中文）. 
  14. ^ 天上的商标. [2010-10-19]. （原始内容存档于2010-11-19）. 
  15. ^ Firefox Logo Spied In Deep Space. [2010-10-19]. （原始内容存档于2010-09-29）. 

外部链接

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