麒麟座v838

麒麟座v838

麒麟座V838 (V838 Monocerotis, V838 Mon) 是位在麒麟座的一顆紅色變星,距離太陽約 20,000 光年(6 kpc);大小是仙王座v354的1/3,該恆星在2002年經歷了一次爆發事件並被觀測到。一開始相信這是一次新星爆發,但在之後發現並非如此。爆發的原因至今不明,但有數個理論已經提出,其中包含恆星死亡的過程、聯星合併或吞噬行星。

哈勃太空望遠鏡的科學團隊於2004年3月4日公布於同年2月8日拍攝的麒麟座v838照片時表示,和知名畫家梵谷的巨作《星夜》中的湍流有著相似的神韻。另外也有人表示該張照片相當類似Firefox瀏覽器的註冊商標。

(圖片"哈勃太空望遠鏡拍攝的麒麟座V838和它的回光"參考資料:)

  • 中文名稱
    麒麟座v838
  • 外文名稱
    V838 Monocerotis
  • 距離太陽
    20,000 光年
  • 特徵
    紅色變星
  • 獨特現象
    回光
  • 爆發
    2002年1月6日

​產生背景

麒麟座V838V838 MonocerotisV838 Mon是位在麒麟座的一顆紅色變星距離太陽約 20000光年6kpc麒麟座v838恆星因好似梵谷名作《星空》中所描繪的景象而聞名。中央紅色核心為恆星本身周圍結構為被照亮的塵埃雲。它可能是已知最大的恆星之一。

麒麟座v838麒麟座v838

該恆星在2002年經歷了一次爆發事件並被觀測到。爆發的原因至今不明但有數個理論已經提出其中包含恆星死亡的過程、聯星合併或吞噬行星。最初認為是一個典型的新星爆發但後來被學者所摒棄因為v838恆星並沒有激烈地把氣體外殼掀掉、而是在迅速膨脹的同時仍然保留著原來的外殼成為一顆表面溫度較低的超巨星

2005年科學家認為這顆變星的前身是一顆質量非常大的恆星可能高達太陽的65倍。他們還導出這個系統的恆星可能只有400萬歲的結論。

形態特徵

麒麟座V838的光譜顯示有一顆伴星可能是一顆與爆炸的恆星沒有太大差異的高溫藍色恆星是B型的主序星。這顆爆發的恆星也有可能比同行的伴星質量稍微小一些並且是剛剛才進入主序帶。

梵谷 星空梵谷 星空

麒麟座V838它本來是一顆相當暗的恆星但在2002年忽然爆發後發出了比太陽還亮60萬倍的光芒。在這段短時間裡麒麟座V838成為銀河中最亮的恆星。當它的光逐漸經由恆星周圍的灰塵反射後成為了一種被稱為回光light echo的獨特現象。

這顆恆星的亮度曾經亮達約太陽的百萬倍在它達到最大光度時可以確認是銀河系最亮的恆星之一。造成明亮的原因是恆星表層迅速的擴大使用帕羅馬測試干涉儀的觀測證實了他的半徑是1570±400的太陽半徑相當於木星的軌道半徑確認了較早前間接的計算。擴大隻經歷了幾個月顯示他的速度是異常的。在熱力學定律的支配下膨脹的氣體溫度必定會下降因此這顆恆星變得非常低溫且呈深紅色。事實上有些天文學家們認為這顆恆星的光譜應該屬於棕矮星的L-型。如果真是這樣麒麟座V838將會是第一顆已知的L型超巨星

科學家們最初估計這顆恆星的距離在1900至2900光年之間。結合在爆發前的照片上測量到的視星等它被認為是一顆光度不足的F型矮星——與太陽沒有太大的差別。但更精確的測量是20000光年/6千秒差距使得這顆恆星遠比太陽更大和更亮許多。

這顆恆星的質量可能是太陽的5至10倍而亮度則是550至5000倍。原始的半徑約是太陽的5倍溫度在4700至30000K。建立在伴星的光度計視差Munari等人得到了更遠的距離36000光年1萬秒差距。

特殊現象

像新星和超新星這種光度快速增加的天體一般會產生回光現象。以直線行進的光會先到達如果星際物質形成的雲氣在恆星周圍部分光會被星際介質雲反射。因為被反射的光行走距離較長會較晚到達並在噴發物質周圍產生擴張的光環影像。此外這些環乍看之下移動的速度高於光速。

麒麟座v838

麒麟座V838造成的回光現象是史無前例的而且被哈伯太空望遠鏡以影像詳細紀錄。從照片中看來似乎是一個膨脹中的球殼碎片他們其實是一個不斷膨脹中的橢球被照亮所形成的前身星在一個焦點上而觀測者在另一個焦點上。因此不論它的外觀如何這些照片中的結構對觀測者實際上是凹陷的。

目前尚未明了周圍的雲氣和恆星本身是否有關。如果相關的話它們可能是在先前的爆發中形成的這將排除數種基於單一災難性事件的模型。然而有強烈證據顯示麒麟座V838系統相當年輕而且至今還位於形成它的星雲內。

有趣的是麒麟座V838第一次噴發是發生在較短的波長較偏藍並且在其回光中可見回光的外邊緣在哈伯拍攝的影像中是偏藍的。

爆發歷史

在1988年曾在仙女星系偵測到一顆紅色的恆星爆發被命名為M31-RV在暗淡至檢測不到光度之期達到的最大光度是絕對熱星等-995等,相當於太陽亮度的750萬倍。

在1994年銀河系也曾發生類似的爆發—:人馬座V4332。

2002年1月6日,有一顆在麒麟座內先前不知名的恆星被發現光度增加。它是一顆新發現的變星,依規定命名為麒麟座V838代表它是麒麟座內的第838顆變星。起初的光度曲線使他被認為是一顆新星是一對聯星中的白矮星經由吸積從鄰近的伴星獲得出足夠的氫氣然後將表面噴發的現象。因此它也被標示為麒麟座新星 2002 Nova Monocerotis 2002。

2002年2月6日麒麟座V838達到6.75等的最大視星等然後光度一如預期的很快變暗。但是這顆星在3月再度變亮而這次光度集中在紅外線的波長上。之後四月初在紅外線的波長上又發生一次增光然後它的亮度回復到接近爆發之前的星等15.6等。 這種由爆炸產生的光度曲線和之前曾經觀測過的完全不同。

爆發原因

到目前為止已經有好幾個相當不同的模型被發表用來解釋麒麟座V838爆發的原因。

麒麟座v838

麒麟座V838儘管是如此的突出和不尋常但畢竟還是一顆新星。然而這是非常不尋常的考慮一個包含一顆年輕且大質量B型恆星的系統。這個系統沒有足夠的時間讓一顆可能的白矮星冷卻和吸積足夠的物質來產生爆發。

麒麟座V838可能是一顆接近死亡邊緣的後漸近巨星分支恆星。被回光照亮的星雲可能是之前恆星爆發產生圍繞在恆星周圍的球殼狀雲氣。它突然變亮可能是因為氦閃發生當一顆瀕死低質量恆星的核心突然發生將氦融合成碳的核融合反應時會相當混亂但不會將恆星毀滅。這樣的事件已經知道在櫻井之星Sakurai's Object, 人馬座V4334發生過。然而在麒麟座V838周圍的星際物質只提供該假說一部分的證據。一顆失去外層的瀕死恆星應該相當高溫但觀測證據卻指出這是顆年輕恆星。

麒麟座V838可能是相當巨大的超巨星。如果是這樣的話該次爆發可能是因為恆星包層中的氦突然開始進行合成碳的核融合也就是所謂的氦閃。相當巨大的恆星在這類事件可以有多顆存在但這些巨大恆星在變成極為高溫的沃夫-瑞葉星之前其質量會大量流失大約是主序星時質量的一半。這個理論也許也可以解釋恆星周圍球殼狀的塵埃。麒麟座V838是大約位於銀心的方向並且偏離銀河系的盤面。在星系外圍的區域恆星形成較不活躍而且目前尚不清楚如何在該處形成如此巨大恆星。但有些非常年輕的星團在這類區域像是距離約7kpc的Ruprecht 44和距離約6kpc年齡約四百萬年的NGC 1893。

這次爆發可能是兩顆主序星或者一顆質量8M☉的主序星和一顆質量0.3M☉的主序前星“合併爆發”mergeburst的結果。這個模型被看起來相當年輕的系統和多星系統可能不穩定的事實所支持。較低質量的恆星可能是在一個高度偏心或者是向較高質量的恆星彎曲的軌道。電腦模擬也顯示合併的模型是可能的。這個模擬也顯示了膨脹的外層可能幾乎都是來自較小恆星。此外合併的模型也可以解釋在爆發期間觀測到的多個光變曲線的峰值。

麒麟座v838

另一個可能性是麒麟座V838可能已經吞噬了它所屬的巨大行星。如果有行星進入恆星的大氣層恆星大氣層可能會開始讓行星的軌道速度減速。當行星進入恆星大氣較深處的時候磨擦力會變強且動能將釋出並更快速進入恆星。該恆星的外層溫度將會升高到足以驅使氘的核融合將造成快速膨脹。接著當另外二顆行星進入膨脹的外層之後將產生一個光度的高峰。該模型計算出每年有0.4個行星被類似太陽的恆星捕捉的事件至於類似麒麟座V838這種巨大恆星則是每年大約有0.5–2.5個行星被恆星捕捉事件。

爆發過程

哈勃4年記錄爆發

2014年哈勃歷時4年記錄2萬光年外紅巨星爆發過程這段動畫展示的是2萬光年外一顆恆星最後爆發的場景。這段動畫涵蓋的時間長度大約是4年記錄下了麒麟座V838的爆發過程這是一顆位於麒麟座的紅巨星。在它爆發之前V838已經成為天文學家們觀測過最為巨大的恆星之一其光度相當於太陽的60萬倍。

麒麟座v838

這是哈勃空間望遠鏡在2002~2004年之間拍攝的一系列圖像可以非常清楚的看到爆發的進程。

這段動畫涵蓋4年的時間長度記錄下了紅巨星麒麟座V838的爆發過程。

隨著爆發過程的推進V838發出的強光照亮了其周遭的塵埃雲成為哈勃望遠鏡迄今所見最壯觀的景象之一。粗看上去這段動畫顯示的是恆星V838正在向外快速拋射物質但實際上它所顯示的是向外擴散中的“光回聲”。所謂光回聲是指恆星發出的光線不斷被外側層層向外的塵埃帶所反射形成的現象。

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