天体物理学者は、新しい星の異常に明るい爆発を説明します

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Anonim
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米国、エストニア、チリ、オーストラリア、日本の天体物理学者のチームは、一般に受け入れられている理論に適合しない新しい星の異常に明るい爆発について説明しました。新しいASASSN-16maからの放出の分析から、これらのフレアは「衝撃」、つまり恒星風が放出されたガスに追いついたときに発生する強力な衝突によって引き起こされることがわかります。この記事は、NatureAstronomy誌に掲載されました。

新しい星とは、光度が突然数桁(約千倍から百万倍)増加し、肉眼では見えない星が見えるようになる星のことです。すべての新星は、白色矮星と伴星からなる近接したバイナリです。徐々に、白色矮星は2番目の星の物質を引っ張って、降着円盤を形成します。ガスが表層に蓄積すると、熱核反応が起こり始めます。これは、静水圧平衡を確立できないために爆発的に加速します。その結果、加熱されたガスエンベロープの外層を宇宙空間に放出する衝撃波が形成されます。コンパニオンスターに十分な量の物質が残っている場合、しばらくするとこのプロセスが繰り返されます。

ASASSN-16ma(PNV J18205200-2822100、Nova Sgr2016dまたはV5856Sgrとしても知られています)は、2016年10月26日に発見され、元々は古典的な新星として識別されたいて座の星座の一時的な光源です。しかし、それは典型的な新しいものではないことが判明しました。星の明るさはエディントン限界によって制限され、それを超えると放射圧によって引き裂かれると通常考えられていますが、ASASSN-16maの最大明るさはエディントンの最大明るさよりもほぼ1桁大きいです。さらに、天文学者は、可視光のフラックスと同時に星から放出されるガンマ線の強いフラックスを記録しました。

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新星ASASSN-16maの放射強度の時間依存性:ガンマ線(a)と可視線(b)。時間はユリウス日でカウントされます。

理論的に許容できる明るさと観測された明るさの不一致を説明するために、科学者たちは次の理論を提案しました。最初は、すべてが古典的なシナリオに従って行われます。白色矮星は、コンパニオンスターから物質を引き出し、熱核反応を引き起こし、加熱されたシェルの外層を放出します。結果として生じる衝撃波は、毎秒数百キロメートルの速度で伝わります。しかし、すぐに星は恒星風を放出し始めます。恒星風は1桁速く移動し、ガスに追いついてガスと相互作用し、光放射とガンマ線を発生させます。

相互作用は、ハドロンとレプトンの2つのモデルに従って発生する可能性があります。ハドロンモデルでは、パイ中間子の崩壊中にガンマ量子が形成されます。パイ中間子は、恒星風の加速されたイオンと放​​出されたガスエンベロープのイオンとの衝突で生成されます。レプトンモデルでは、加速された電子の減速中および逆コンプトン効果の作用中にガンマ量子が現れます。どちらの理論も実験データのもっともらしい近似につながりますが、イオン化ガスで発生するプロセスをより正確に記述するため、ハドロンモデルの方が適しています。

天体物理学者によって提案されたモデルは、ASASSN-16maの光学放射とガンマ放射の相関関係、およびエディントン限界を超えるいくつかの新星の異常に高い明るさを説明しています。また、研究の結果は、新しいものが相対論的粒子の効果的なイオン化熱量計として機能することを確認しています。それがどのように機能するかを理解することは、科学者が粒子を数百ギガエレクトロンボルトのエネルギーに加速するのに役立ちます。

先ほど、タビーの星の明るさが異常に低下したことについて書きました。それから、変化は星の前を通過する星間物質の雲によって説明されました。

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