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古典新星-一类恒星爆炸-被发现是锂的银河生产者

时间:2022-04-12 10:25:09 来源:

艺术家对RS Ophiuchi复发性新星爆炸的解释。这是蛇夫座星座中的双星,距离我们约有5,000光年。当从落在白矮星上的大恒星流出的气体达到超过一千万度的温度时,大约每20年就会爆炸一次。

由亚利桑那州立大学(ASU)的天体物理学家Sumner Starrfield领导的一组研究人员将理论与观测和实验室研究相结合,并确定了一类称为经典新星的恒星爆炸是造成我们银河系中大部分锂的原因和太阳系。

他们的研究结果最近发表在《美国天文学会天体物理学杂志》上。

“鉴于锂对于耐热玻璃和陶瓷,锂电池和锂离子电池以及改变情绪的化学药品等常用用途的重要性,很高兴知道这个元素的来源。”担任美国亚利桑那州立大学地球与太空探索学院摄政教授,美国天文学学会会员的斯塔尔菲尔德说。“并且增进我们对构成人体和太阳系的元素来源的理解很重要。”

研究小组继续确定这些经典新星的一部分会进化,直到它们爆炸为Ia型超新星。这些爆炸的恒星比银河系亮,可以在宇宙中很远的距离发现。

因此,它们被用于研究宇宙的演化,并且是1990年代中期用于发现黑暗能量的超新星,黑暗能量使宇宙的膨胀加速。它们还会在银河系和太阳系中产生大量铁,这是我们的红血球的重要组成部分,这些红血球将氧气输送至整个人体。

古典新星

宇宙的形成通常称为“大爆炸”,主要形成氢,氦和少量锂的元素。所有其他化学元素(包括大部分锂)都是由恒星形成的。

古典新星是一类恒星,由一个白矮星(恒星残留的恒星,具有太阳的质量,但大小与地球大小相同)和一个较大的恒星围绕白矮星环绕而形成。

气体从较大的恒星掉落到白矮星上,当足够的气体堆积在白矮星上时,就会发生爆炸或新星形成。每年在我们的银河系中发生约50次爆炸,全世界天文学家都观察到夜空中最明亮的爆炸。

模拟,观测和陨石

作者在这项研究中使用了几种方法来确定新星爆炸中产生的锂量。他们结合了计算机预测,包括爆炸产生的锂,气体的喷射方式以及其总化学成分,以及对所喷射气体的望远镜观测,以实际测量其成分。

Starrfield使用他的计算机代码模拟爆炸,并与明尼苏达大学的合著者和美国天文学研究员Charles E. Woodward以及图森市和俄亥俄州立大学的大型双筒望远镜天文台的Mark Wagner合作,获得了有关新星的数据使用地面望远镜,绕行望远镜和波音747 NASA天文台称为SOFIA爆炸。

北卡罗莱纳大学教堂山分校的合著者和核天体物理学家克里斯蒂安·伊利亚迪斯(Christian Iliadis),以及橡树岭国家实验室和田纳西大学的W. Raphael Hix,诺克斯维尔提供了洞察星内核反应的知识,这对于解决微分方程至关重要这项研究需要。

“我们对恒星获取能量的模型进行建模的能力取决于对核聚变的理解,在这里,轻核与重核融合并释放出能量,” Starrfield说。“我们需要知道在什么恒星条件下我们可以期望核相互作用以及它们相互作用的产物是什么。”

美国亚利桑那州立大学地球与太空探索学院的合著者兼同位素宇宙化学家Maitrayee Bose分析了陨石和行星际尘埃粒子,这些粒子包含由不同种类的恒星形成的微小岩石。

“我们过去的研究表明,在新星形成的陨石中有一小部分星尘,” Bose说。“因此,这项工作的宝贵投入是新星爆发为形成我们太阳系的分子云做出了贡献。”玻色进一步指出,他们的研究正在预测星尘颗粒的非常特殊的组成,这些星尘在新星爆发中形成,并且自形成以来一直保持不变。

“这是正在进行的理论和观察研究,” Starrfield说。“尽管我们继续研究理论,但我们期待何时可以使用NASA的James Webb太空望远镜和Nancy Grace Roman望远镜观察新星并了解有关我们宇宙起源的更多信息。”

参考:Sumner Starrfield,Maitrayee Bose,Christian Iliadis,W.Raphael Hix,Charles E.Woodward和R.Mark Wagner撰写的“碳氧经典新星是银河系7Li产生者以及潜在的超新星Ia产生者”,天体物理学杂志,2020年。 DOI:
10.3847 / 1538-4357 / ab8d23


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