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新星

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新星新星(Novae),一类能爆发的恒星。爆发时,光度能暂时上升到原来正常光度的数千乃至10万倍。在爆发后的几个小时内,新星的光度就能达到极大,并在数天内(有时在数周内)一直保持很亮,随后又缓慢地恢复到原来的亮度。能变成新星的恒星在爆发前一般都很暗,肉眼看不到。然而,光度的突增有时会使它们在夜空中很容易被看到,因而对观测者来说,这种天体就好像是新诞生的恒星。

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新星
新星
古希腊哲学家亚里士多德曾经认为星空是永远不变的。但是到了1572年,第古·布拉赫宣布在天上发现了一颗新星,这就是中国《明史稿》中的记载“明隆庆六年冬十月丙辰,彗星见于东北方,至万历二年四月乃没”所指的那个天体。时隔三十余年,开普勒又于1604年在蛇夫座中发现了一颗新星,这就是中国史籍中记载的出现在明朝万历三十二年的尾分客星。这样,“星空不变”的古老观念被打破了,实际上,公元前204年在牧夫座出现的一颗新星就被中国史书《汉书》记载了:“汉高帝三年七月有星孛于大角(牧夫座α),旬余乃入。”这是人类历史上对新星最早的记载之一。

到了近代,借助于望远镜和照相术的帮助,天文学家发现了更多的新星。在20世纪初天文学家们逐渐认识到,这些新星并不是新出现的恒星,而是原有的恒星因为某种原因发生爆炸时亮度急剧增加的结果。有的新星亮度变化极大,就被称为超新星。实际上,从恒星演化角度看,新星和超新星这两种爆发有着本质的不同。

简单介绍编辑本段回目录

一颗典型的新星,起亮度在几天之内可以增加一万倍以上,亮度的最大值可以维持几个小时,然后再逐渐转暗。转暗的速度比增亮时的速度要慢的多。

新星最亮的时候,其绝对光度可达太阳光度的10万倍。只不过它的距离太遥远了,在地球上的人们看来还是一颗星。新星爆发时释放出的能量可达〖10〗^38。这意味着,它在几百天中释放的能量相当于我们的太阳在10万年中所产生能量的总和。根据对新星光谱的研究,天文学家们知道了关于新星的一些细节。新星爆发时,半径会增加到太阳半径的100~300倍,而爆发结束后,体积却又会缩小;爆发时,星壳无限制地向外膨胀,永远离开星核而去,变成了稀薄的星际介质;爆发时恒星损失的质量可达〖10〗^26千克,这差不多相当于太阳质量的万分之一。

如何产生? 编辑本段回目录

新星
白矮星吸收红巨星物质示意图
为什么会出现新星爆发事件呢?观测证据表明,几乎所有的新星爆发都发生在双星系统之内,尤其是在那些密近双星上(如分光双星)。在这样的双星系统中,两颗子星靠得很近,以致物质可能从质量较大的子星转移到质量较小的子星上。如果密近双星系统是由一颗红巨星和一颗白矮星组成。当元素等物质从红巨星冲向白矮星时,由于白矮星的强大引力场,物质在它的周围形成了一个巨大的吸积盘。大量的物质坠落到白矮星的表面上,同时大量的引力势能转化为热能。当温度超过100万开时,氢核聚变被重新点燃了。核聚变释放出的能量又把白矮星表层加热到超过1000万开,这时就会发生新星爆发。爆发时向外抛出的物质,速度可达1100千米/秒。

1975年在天鹅座出现的新星是新星中的一个例外,因为天文学家始终未能证认出它属于一个双星系统。所以,使白矮星加热的吸积盘物质可能直接来自它周围相对稠密的星际介质,而不是来自一颗拌星。

专业介绍编辑本段回目录

人马座出现 7.6 等新星
人马座出现 7.6 等新星
新星,爆发变星的一种。新星是可见光波段第一次观测到的亮度在几天内突然增加9个星等以上﹐然后在几个月到若干年期间内有起有伏地下降到爆发前状态的天体﹐新星光谱随光变发生阶段性的变化﹐并以每秒钟100~5﹐000公里的速度抛射物质﹐新星的全称是“经典新星”。一般来说﹐新星平均增亮11个星等﹐就相当于增亮几万倍。这种星在爆发前通常甚暗﹐一般是看不见的﹐只在爆发后一段时期内才相当明亮﹐有的甚至亮到影响星座的形状﹐所以曾经被误认为是新生的恒星。新星产生是能量释放平均达10的45次方到10的46次方尔格/秒﹐抛射的物质约为0.00001~0.001太阳质量﹐抛射速度约500~2﹐000公里/秒。新星按光度下降速度分为快新星﹑慢新星和非常慢新星三类。新星的命名法﹕通常是在新星的星座名称前面加N﹐在后面加爆⒛攴荨H鏝Her1934表示1934年武仙座新星。随后新星又纳入变星的命名系统﹐如1934年武仙座新星即武仙座DQ。在银河系中目前已观测到的新星约200个﹐最早作光谱研究的新星是北冕座T(1866年)﹐但后来知道它是再发新星。用照相方法研究的第一个新星是御夫座T(1891年)。有最完整光学观测资料的新星是武仙座DQ(1934年)。自古代起人类就有关于新星爆发的历史记载﹐中国古代有极丰富的新星观测记录。

在其他星系中也搜寻到新星。仙女星系(M31)中至今已发现有200多个新星﹐M81﹑M33﹑大麦哲伦星系(LMC)﹑小麦哲伦星系(SMC)等不少星系中也找到了新星。在不同的星系中﹐新星出现的频数大不相同。据估计﹐银河系每年50个﹐M31每年29个﹐有些星系每两年一个。一般说来以Sb星系的频数为最高。

银河新星的极大光度绝对目视星等估计平均为-7.3等。新星极大光度时的绝对星等与目视星等从极大亮度下降3等的时间t(以天为单位)之间存在一个经验公式﹕M=-11.5+2.5lgt。M31中的新星绝对星等也有类似的经验关系。新星属于老年盘星族。在赫罗图上新星的热子星与行星状星云的中心星﹑共生星等占有同样的位置。它们都位于主星序的左下方﹐表明这些天体多半是有共同的不稳定特性的。

新星星系NGC 2403
星系NGC 2403
新星﹑类新星和矮新星的光度﹑光谱变化与新星有某些类似。值得注意的是﹐从1975年起发现一类称为X射线新星的天体﹐它们的X射线光变曲线与经典新星光学波段的光变曲线类似。这类天体有时又称作暂现X射线源﹐但它们的光学对应体并不是新星。此外﹐又发现某些老新星是X射线双星的光学对应体。

所有新星都依次经历以下几个光谱阶段﹕爆发前谱﹑极大前谱﹑主谱﹑漫强谱﹑猎户谱﹑4640漫发射星云谱﹑爆发后谱。新星光谱中的发射谱线都很宽﹐吸收线紫移很大﹐往往在同一时刻出现几组不同的位移。爆发前谱呈高温的连续谱﹐不出现强的吸收或发射线﹐极大前谱出现模糊的吸收线和一些弱发射线﹐谱线极宽。主谱在极大后立即出现﹐有显著的发射线﹐膨胀速度更大﹔在漫强谱中有H﹑CaⅡ等吸收线﹔视向速度比主谱更大﹐猎户谱显示出有更高的激发度﹐出现高电离电位的HeⅠ﹑NⅡ﹑OⅡ线﹐膨胀速度更大。当NⅢ4640达到最强时﹐称4640漫发射阶段。新星在出现[OⅠ]﹑[NⅡ]﹑[OⅢ]等禁线时﹐便进入星云谱阶段﹐这时连续谱已完全消失。星云谱阶段很长﹐消失后就进入爆发后光谱阶段。爆发后﹐有些新星出现类似白矮星的宽吸收线﹐有些新星只有连续谱﹐许多新星有比较窄的H﹑HeⅡ﹑CⅢ等发射线。同样﹐不同的新星谱变也不尽相同。近年来由于观测技术及处理方法的改进﹐开展了射电﹑红外﹑紫外﹑X射线波段和偏振等观测﹐为新星的研究提供了重要的信息。有些新星在短于2000埃贤馇惨烟讲獾椒洹Mü跃奚咦鵉H(1970年)的红外观测得到非常有趣的结果﹕随著可见光光度下降﹐某些红外波段光度反而上升﹐并且能谱的峰值逐渐向红外方向移动。在爆发后的104天﹐红外星等达到-4.0等﹐成为全天最亮的红外星。近年来在厘米与毫米波段都接收到一些新星的射电辐射。在已找到有光学对应体的十多个X射线双星中﹐有两个被认为是老新星。直接照相显示出某些新星爆发后确有膨胀著的壳层存在﹐并且有赤道带极冠的结构。

目前多数人认为新星的一个子星是冷的红星﹐而另一个子星是热的﹑体积小得多的简并矮星。在演化过程中﹐当冷星充满了临界等位面便发生质量交流﹐气流通过内拉格朗日点流向热星。于是围绕热星形成一个吸积盘﹐其中小的热星可以认为是白矮星﹐它是新星的爆发源。比较大的冷星抛射出的富氢物质﹐部分为白矮星所吸积。随著吸积过程的发展﹐在白矮星的表面形成一层富氢的气壳层﹐气壳层的底部将受到越来越大的压力﹐并被加热﹐一直达到氢燃烧反应所需要的点火温度﹐这时就可能发生热核反应﹐导致星体爆发。另一方面﹐单个白矮星吸积星际物质而后发生新星现象的可能性﹐在理论上也是成立的。

相关词条编辑本段回目录

超新星                   红巨星                   白矮星                  

恒星                      光谱                       星系

参考资料编辑本段回目录

1、《Annual Review of Astronomy and Astrophysics》---Theory and Observations of Classical Novae     

J.S.Gallagher and S.Starrfield

2、中国科普-展览馆-宇宙-新星

3、上海网上天文台-最新天文信息     

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