第176章 天蝎座V907(1/2)

天蝎座v907(恒星)

· 描述:一颗双星系统中的新星

· 身份:天蝎座的一颗复发性新星,距离地球约6,500光年

· 关键事实:在20世纪经历了多次爆发,为研究白矮星在双星系统中如何反复吸积并引爆物质提供了关键数据。

第一篇:6500光年的“宇宙爆竹”——天蝎座v907的百年爆发传奇

1990年夏夜,云南抚仙湖畔的中国科学院云南天文台凤凰山观测站,52岁的天文学家李建国裹着洗得发白的蓝布工作服,盯着电脑屏幕上跳动的曲线,指节因用力而泛白。山风裹着松针的清香钻进控制室,吹得桌上的观测日志哗啦翻页,远处抚仙湖的波浪声像宇宙的低频心跳。他负责的“南天新星巡天项目”已运行二十年,见过无数恒星的明暗变化,却从未见过如此“准时”的爆发——天蝎座方向的一颗暗星,亮度在三天内暴涨了1万倍,像黑夜中被点燃的爆竹,光芒穿透6500光年的星际尘埃,恰好落进他的望远镜视场。

“v907……又是你!”李建国扶了扶老花镜,指尖颤抖着划过档案柜里的旧记录册。泛黄的纸页上,1917年、1933年、1946年、1979年的观测笔记赫然在目:同样的星座、同样的坐标、同样的“突然增亮”,像宇宙写给地球的定时信。“复发性新星……”他喃喃自语,声音里混着激动与敬畏,“你这‘爆竹’,竟敢在百年里炸了四次!”

一、“定时爆竹”的初现:1917年的意外发现

故事的起点要追溯到1917年。那年中国正值北洋政府时期,云南昆明郊外的凤凰山还只有一座简陋的天文台,32岁的天文学家陈遵妫用一架口径仅10厘米的折射望远镜,偶然瞥见天蝎座深处一颗从未记录过的暗星突然发亮。“像颗小豆子突然被点着了火,”他在当年的《观象丛报》中写道,“连续三晚,它的光芒盖过了旁边所有的星星,第四晚却像被掐灭的蜡烛,悄悄暗了下去。”

当时没人知道这是什么。直到1920年代,国际天文学界确认这是一种名为“新星”的现象——恒星突然爆发,亮度骤增后又缓慢恢复。但陈遵妫记录的这颗星很特别:它不是一次性爆发,而是在1946年、1979年又两次“复燃”。直到1980年,它被正式命名为“天蝎座v907”,成为人类发现的少数几颗“复发性新星”之一。

“复发性新星就像宇宙里的‘爆竹专业户’,”李建国常对新来的学生说,“普通新星一辈子只炸一次,它却能反复炸,间隔几十年再来一发。”6500光年的距离,意味着李建国在1990年看到的爆发,其实是v907在公元1340年(1990-6500=-4510,此处修正:1990年观测到的爆发,实际发生在1990-6500= -4510年?不,光传播需要6500年,所以1990年看到的是6500年前的爆发。正确表述应为“此刻他看到的v907,其实是它6500年前的模样”)。

李建国翻开1990年的观测日志,上面画着v907的光变曲线:爆发前亮度是18等(肉眼不可见),爆发后三天飙升至8等(肉眼可见),随后像退潮般缓慢变暗,两年后才回到原来的暗度。“每次爆发的亮度、持续时间都差不多,”他指着曲线说,“像按剧本演出,精准得让人害怕。”

二、“双星搭档”的秘密:小个子“偷吃”大块头

v907为何能反复爆发?答案藏在它的“身世”里——它并非单打独斗的恒星,而是一个“双星系统”的搭档组合。

李建国团队用云南天文台的2.4米望远镜拍下v907的光谱,发现它的光谱中有两套截然不同的特征:一套是高温恒星的吸收线(像白炽灯的钨丝),另一套是低温恒星的发射线(像烧红的煤块)。“这是典型的双星系统!”团队里的年轻博士小王兴奋地喊,“两颗恒星互相绕转,我们从侧面看,它们的光叠加在一起了!”

通过长期监测光谱线的周期性偏移(多普勒效应),他们算出了双星的基本参数:其中一颗是“白矮星”——一种密度极高的“小个子恒星”,体积和地球差不多,质量却和太阳相当,像块压缩饼干;另一颗是“红巨星”——体积膨胀的老年恒星,外层大气松散得像。两颗星相距仅几百万公里(相当于水星到太阳距离的1\/10),像跳贴面舞的伴侣,每5.8小时绕彼此转一圈。

“关键就在‘偷吃’,”李建国用筷子比划着解释,“红巨星外层大气太松散,白矮星像个小强盗,用引力慢慢吸走它的物质——主要是氢。这些物质像溪流一样,沿着看不见的‘管道’落到白矮星表面,堆积成一个越来越厚的‘氢饼’。”

团队用计算机模拟了这个“偷吃”过程:红巨星每秒损失1亿吨物质,其中千分之一被白矮星捕获,在表面积累成厚度约10米的氢层。当氢层质量达到临界值(约10万亿吨),压力和温度骤升,瞬间引发核聚变——就像往干柴堆里扔火柴,“轰”的一声,氢聚变成氦,释放出巨大能量,把白矮星“炸”亮,这就是新星爆发。

“炸完之后呢?”小王追问。李建国笑着指向模拟动画:“氢层没了,白矮星‘饿’了,又开始偷偷吸红巨星的物质。几十年后,氢层重新堆够,‘爆竹’再次点燃——这就是v907能反复爆发的秘密!”

三、“百年四炸”全记录:宇宙的“定时表演”

v907的“表演”堪称宇宙级的准时。李建国团队整理了它的爆发编年史:

1917年5月:中国近代天文学家首次记录爆发,亮度峰值8.5等,持续约30天。当时的《科学》杂志称其为“天蝎座新客星”,民间误以为是“灾星”,云南当地甚至有村民朝它磕头祈福。

1933年8月:爆发间隔16年,亮度峰值8.2等,比上次略亮。德国天文学家用照相底片记录下全过程,发现爆发时恒星颜色从红色变为蓝色(温度升高),像块烧红的铁。

1946年11月:间隔13年,正值二战结束,美国天文学家在战争废墟中用临时修复的望远镜观测到这次爆发,称它为“和平的烟火”。

1979年3月:间隔33年,此时李建国已加入云南天文台,他用新建成的1米望远镜拍下清晰的爆发光谱,发现氢线旁出现了氦线和碳线——“白矮星在爆炸中把氢‘烧’成了更重的元素,像做菜时加了调料!”

1990年7月:李建国亲历的第四次爆发,亮度峰值7.8等,是历次最高的一次。团队用高速相机拍到爆发初期的“激波闪光”,像石子投入水面激起的涟漪。

“每次爆发的间隔看似随机,其实有规律,”李建国指着间隔年份(16、13、33、17年)说,“平均25年左右,像宇宙的‘生物钟’。”更神奇的是,爆发后的“恢复期”也在变长:1917年爆发后2年恢复暗度,1990年却用了3年。“白矮星在‘长大’,”小王推测,“每次爆炸后,白矮星质量略微增加(吸积的氢多于爆炸抛射的),引力更强,下次吸积物质更快,但爆炸也更剧烈,所以恢复期拉长——它在慢慢‘变胖’!”

四、“宇宙实验室”的价值:破解白矮星的“成长密码”

v907的反复爆发,让它成了研究白矮星演化的“天然实验室”。李建国团队的核心任务,就是通过它破解三个终极问题:白矮星如何通过吸积“增肥”?它最终会变成什么?宇宙中是否存在“ ia型超新星”的前身?

第一个问题,团队用“物质吸积率”回答了。通过分析爆发前后的光谱,他们发现白矮星吸积物质的速率并非恒定:当红巨星外层大气膨胀时(像呼吸时的呼气),吸积率升高,氢层积累更快;当红巨星收缩时(吸气),吸积率降低。“它像在‘按需进食’,”李建国比喻,“胃口好时多吃,胃口差时少吃,所以爆发间隔忽长忽短。”

第二个问题关乎白矮星的“命运”。理论上,白矮星质量有上限(钱德拉塞卡极限,约1.4倍太阳质量),超过就会坍缩成中子星或爆炸成超新星。v907的白矮星目前质量约1.2倍太阳质量,每次爆发抛射约万分之一太阳质量的物质(相当于地球质量的3倍)。“它像在玩‘踩钢丝’,”小王计算道,“吸积物质增加质量,爆炸抛射减少质量,两者平衡下,它可能在几十亿年里缓慢接近极限——要么变成中子星,要么‘砰’一声炸成超新星,照亮整个星系!”

第三个问题最让天文学家兴奋。ia型超新星是宇宙学中的“标准烛光”,用于测量宇宙膨胀,但它们的起源一直是个谜——主流理论认为,是白矮星吸积伴星物质达到极限后爆炸。v907正是这一理论的“活例子”:它反复吸积、爆炸,若某次吸积过多没来得及爆炸,就可能突破极限,变成ia型超新星。“我们正在给它‘体检’,”李建国指着最新的质量估算数据,“目前它还‘安全’,但谁也说不准下一次爆发会不会‘玩脱’。”

五、“守夜人”的日常:与6500光年的“爆竹”对话

研究v907的三十年里,李建国成了它的“专职守夜人”。他的办公室墙上挂着一幅手绘星图,天蝎座v907的位置被红笔圈出,旁边写着“1990.7.15 爆发峰值”。每年爆发纪念日,他都会泡一杯普洱茶,对着星图发呆:“你说这星星上,有没有可能存在生命?它们会不会也像我们一样,看着‘爆竹’发呆?”

观测的日子充满意外。1987年,团队准备用新建d相机记录v907的爆发,却赶上云南罕见的暴雨,望远镜穹顶漏水,差点毁了设备;1990年爆发时,山里突然停电,李建国带着学生在柴油发电机旁守了三晚,手冻得握不住笔,却不肯离开半步。“错过一次爆发,可能就要再等几十年,”他说,“宇宙不会等你准备好。”

公众对v907的热情也出乎意料。李建国开了个“星空故事会”,给孩子们讲“会爆炸的星星”,有个小学生问他:“爷爷,v907下次什么时候炸?我能等到吗?”他笑着回答:“你要好好吃饭、睡觉,长到30岁就能看到了——它比你靠谱,从不迟到。”

如今,李建国已退休,但每天仍会去观测站转转。他的接班人小王带着更先进的设备(如丽江2.4米望远镜、郭守敬望远镜),继续追踪v907的“成长”。2020年,团队用哈勃望远镜拍到v907的双星细节:白矮星像颗苍白的珍珠,红巨星像团红色的绒毛,两者之间连着一条淡淡的“物质桥”,像宇宙里的脐带。“你看,”小王指着照片对李建国说,“它们在跳一支6500年的舞,而我们,有幸看了其中几小节。”

山风再次吹进控制室,抚仙湖的浪声依旧。李建国望着天蝎座的方向,知道6500光年外的v907仍在安静旋转,悄悄吸积着伴星的物质,等待下一次“爆竹”的点燃。这颗“宇宙爆竹”用百年四次的爆发告诉人类:恒星也会“呼吸”,宇宙也有“定时表演”,而人类的使命,就是在这无尽的黑暗中,做一个忠实的“守夜人”,记录每一束光的到来与离去。

第二篇:6500光年的“双星之舞”——天蝎座v907的未解之谜与新世代观测

2023年深秋,丽江高美古天文台的2.4米望远镜控制室内,38岁的新一代天文学家王浩盯着屏幕上跳动的光谱曲线,指尖在键盘上敲出急促的节奏。窗外,玉龙雪山的轮廓在月光下泛着银辉,山脚下的纳西族村落传来零星的犬吠,而他眼中只有天蝎座深处那颗“老熟人”——v907。自从2020年用哈勃望远镜拍到它双星间的“物质桥”后,团队就发现这颗6500光年外的“复发性新星”越来越“不安分”:爆发间隔从平均25年缩短到18年,最近一次“热身”(亮度异常波动)发生在2022年,像爆竹引线被悄悄点燃。

“王哥,你看这个!”实习生小林举着平板冲进来,屏幕上是一组韦伯望远镜刚传回的红外图像,“v907的红巨星外层大气在‘鼓包’!像孕妇的肚子,比2020年大了15%!”

王浩的瞳孔骤然收缩。他知道这意味着什么:红巨星外层大气膨胀,会让白矮星更容易“偷吃”物质,吸积率升高——v907的下一次爆发,可能比预期更早到来。这颗百年间炸了五次的“宇宙爆竹”,正用它的“不安分”,向人类抛出新的谜题。

一、新一代的观测接力:从“守夜人”到“解码者”

王浩的办公室墙上,挂着两张照片:左边是李建国退休时送他的手绘星图,v907的位置用红笔圈着“1990.7.15 爆发峰值”;右边是2020年哈勃拍摄的v907双星特写——苍白的白矮星像颗冰冷的珍珠,红色的红巨星像团蓬松的绒毛,两者之间连着一条淡蓝色的“物质桥”,像宇宙为这对舞伴牵的红线。

“李老师当年用肉眼和胶片相机‘守’了三十年,我们现在有韦伯的红外眼、fast的射电耳,还有郭守敬望远镜的光谱手,”王浩常对团队说,“但v907的‘脾气’没变——它还是那个定时爆炸的‘爆竹专业户’,只是我们终于能看清它‘化妆’的样子了。”

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