仰望天空,等待新星爆炸
2025-03-24 23:41

仰望天空,等待新星爆炸

  

  

  在过去的三周里,每逢晴朗的夜晚,鲍勃·斯蒂芬斯(Bob Stephens)都会将家用望远镜对准这两颗恒星,希望能目睹宇宙中最剧烈的事件之一——一颗比太阳亮10万倍的新星爆炸。

  科学家们说,这次喷发随时可能发生,它激起了世界各地主要天文台的兴趣,并有望推进我们对湍流双星系统的理解。

  然而,尽管美国宇航局和其他科学机构拥有高科技的观测能力,天体物理学家还是要依靠无数像斯蒂芬斯这样的业余天文学家来率先发现爆炸。

  的原因吗?让他们的设备连续几个月专注于同一主题的成本太高了。

  “我想每个人都会在它发生的时候看着它,但光坐在那里看着是不会让它发生的,”加州威尔逊山天文台(Mt Wilson Observatory)望远镜运营主管兼名誉执行董事汤姆·梅内吉尼(Tom Meneghini)说。“这就像一个被监视的锅,”他开玩笑说。

  这颗恒星非常遥远,它发出的光需要3000年才能到达地球,这意味着爆炸发生在埃及最后一座金字塔建成之前。在消失在黑暗中之前,它将在几天内看起来像北极星一样明亮。

  一旦它被发现,地球和太空中一些最先进的天文台将加入观察,包括美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜。

  加州理工学院天文学教授曼西·卡斯利瓦尔(Mansi Kasliwal)说:“很多人都热切地等待着发现皇冠上的新宝石。”他计划利用位于圣地亚哥县东北部的帕洛马天文台(Palomar Observatory)观测这一事件。这颗新星将在北冕星座爆发。

  闪耀之星

  北极星T冕,也被称为亮星,实际上是两颗恒星——一颗热的、致密的白矮星和一颗冷的红巨星。

  这颗矮星很久以前就耗尽了燃料,坍缩到和地球差不多大小,它一直在从它更大的邻居那里吸取氢气,大约持续了一个人的一生。

  这些被偷走的气体聚集在矮星周围的圆盘上,就像土星环的热而凌乱的版本。很快,磁盘将变得如此之重,以至于它将变得狂暴而笨重,并不可避免地像热核炸弹一样爆炸。

  然而,这两颗恒星都不会被摧毁,这个过程大约每80年重复一次。

  这一次,有一群像斯蒂芬斯这样的狂热爱好者准备在恒星变成新星时发出警报。

  这些业余观测者远非业余爱好者,他们中的许多人已经发表了自己的科学研究成果。斯蒂芬斯甚至在库卡蒙格牧场的房子外建造了自己的天文台。

  斯蒂芬斯说:“这座城市认为这是一间阳光房。巡视员过来后,他拆下固定屋顶的螺丝,让他把屋顶卷下来,让望远镜看到晴朗的天空。

  每天晚上,他打开望远镜,花一个多小时采集数据,然后把这些数据发布到一个业余天文学家的在线社区,他们几乎不间断地监测这颗恒星。

  大型天文台根本无法保持如此持续的观测。每天晚上,数百名科学家争夺时间,观察各种各样的天文目标。对他们来说,把望远镜固定在闪耀之星上是浪费宝贵的观测时间。

  对某些望远镜来说太多了

  对新星何时出现的估计各不相同,但大多数天体物理学家都认为它将在今年年底之前发生,很可能在8月底。

  一旦爆炸,就会建立一些警报系统来通知业余爱好者和专业人士。斯蒂芬斯说,一些天文台甚至对望远镜进行了编程,使其在收到通知时自动放弃当前的观测计划,转而观测这颗恒星。

  大型天文台还面临着另一个难题。他们的许多望远镜都是用来观测最微弱和最暗淡的目标的,但这颗闪耀之星绝不是暗淡的。将这些望远镜对准新星会使传感器不堪重负,导致照片褪色,曝光过度。

  这就是为什么加州理工学院位于圣地亚哥县北部的帕洛马天文台没有在其巨大的白色圆顶下使用其标志性的16英尺(4.8米)宽的黑尔望远镜。取而代之的是,它使用的是一台小得多的望远镜,名为加蒂尼-红外(Gattini-IR),它位于一幢毫无防备的小砖楼里,大约在这条路的四分之一英里处。

  一旦新星发生,Gattini-IR将从每隔几个晚上观测一次烈焰星变为每隔几个小时观测一次。

  超新星的前体

  科学家们表示,关于新星,他们还有很多需要了解的。例如,物理学家仍然不确定为什么有些火山每十年爆发一次,而另一些可能几千年才爆发一次。一些研究人员怀疑,像火焰星这样的新星可能是超新星的前身。这些比太阳亮数十亿倍的爆炸会摧毁恒星,通常会留下一个黑洞。超新星也是天文学家测量距离的有用工具。

  然而,对类似事件的研究已经有了一些发现。

  最近,科学家们确定,新星倾向于以比根据爆炸强度预测的更快的速度向太空中投掷物质。

  “我们想了解新星的物理学,所以有一颗像T冠状星这样近的新星,希望所有的望远镜都能对它进行很好的研究……我们可以得到一个非常全面的画面,”加州理工学院教授卡斯利瓦尔说。

  这些理解部分要归功于业余天文学家。

  向业余天文学家致敬

  来自亚利桑那州阿帕奇Junction的业余天文学家福雷斯特·西姆斯(Forrest Sims)说,由于望远镜的快速发展,业余爱好者正在使用20年前专业人士所没有的技术,更不用说80年前了。他也在每个晴朗的夜晚观测这颗恒星。

  业余爱好者可以获得比大型望远镜更好的覆盖范围,因为“我们通常可以完全控制何时和何地指向我们的望远镜,”西姆斯说。“专业人士可能需要申请一笔拨款,才能在大型望远镜上呆上半小时或两个小时。”

  Today, amateur astronomers' work is getting so sophisticated, many in the field have a hard time calling them amateurs. Photo: dpa/Zuma Press Wire/Dimas Rachmatsyah

  这使他们能够收集大量数据。有了来自世界各地的数百人的观察,他们可以实现对火焰之星的几乎连续的报道。包括西姆斯和斯蒂芬斯在内的许多人将他们的数据发布到美国变星观测者协会的网站上,让每个人都可以使用这些数据。

  斯蒂芬斯记得曾读过一篇期刊文章,作者是一位专业人士,他在两年多的时间里观察了五颗小行星。斯蒂芬斯说:“我想,我可以在一个月内做到。”他发表了一篇论文,其中有10项观察结果。

  一位教授对斯蒂芬斯能够看到的数字感到非常震惊,她同意飞到波多黎各参加一个小行星会议,只是为了见他一面。他们最终在一起工作——斯蒂芬斯有望远镜;她在这方面很有人脉。

  今天,业余天文学家的工作变得如此复杂,以至于该领域的许多人都很难称他们为业余爱好者。

  “我们称自己为‘小型望远镜科学家’,”西姆斯说。“这听起来更有趣,在某些方面,专业人士——甚至不情愿地——会承认我们所做的工作通常是专业水准的。”- dpa/tca/Noah Haggerty

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