哈勃望远镜重新审视持续40年仍然异常炙热的新星HM Sagittae
如果我们能从高空俯瞰银河系壮丽的螺旋结构，并将数百万年的时间压缩成几秒钟，就会看到短暂的闪光，就像体育赛事中相机的闪光一样。这些就是新星，一颗烧尽的恒星（白矮星）从它所环绕的膨胀红巨星伴星中吸收气体。其中最奇特的事件发生在 1975 年，当时一颗名为 HM Sagittae 的新星亮度增加了 250 倍。它从未像通常的新星那样真正消失，而是几十年来一直保持着亮度。最新的哈勃观测结果表明，这个系统的温度变得更高，但矛盾的是，它的亮度却在一点点减弱。
这幅艺术家的概念图展示的是人马座新星系统（HM Sge），在这个系统中，一颗白矮星正在从它的红巨星伴星中吸取物质。这就在白矮星周围形成了一个炽热的圆盘，当来自红巨星的氢气密度越来越大并达到临界点时，这个圆盘就会发生不可预知的自发热核爆炸。这些伴星之间的焰火对天文学家来说非常有趣，因为它们能让他们深入了解双星系统中恒星演化的物理和动力学。资料来源：NASA、ESA、Leah Hustak（STScI）
哈勃太空望远镜拍摄的共生恒星 Mira HM Sge 的图像。它位于 3400 光年外的人马座，由一颗红巨星和一颗白矮星伴星组成。这两颗恒星距离太近，哈勃无法分辨。从红巨星上渗出的物质落在白矮星上，使它变得异常明亮。这个星系在 1975 年首次爆发出新星。红色星云是恒星风的证据。星云直径约为四分之一光年。资料来源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STSCI）、Steven Goldman（STSCI）、Joseph DePasquale（STSCI）
天文学家利用美国宇航局哈勃太空望远镜和退役的SOFIA（红外天文平流层观测站）提供的新数据以及其他任务提供的档案数据，重新审视了银河系中最奇特的双星系统之一--在它作为一颗明亮而长寿的新星出现 40 年之后。新星是指亮度突然大增的恒星，通常在几个月或几年后就会逐渐消失，恢复到原来的暗淡状态。
1975 年 4 月至 9 月间，双星系统 HM Sagittae（HM Sge）的亮度增加了 250 倍。更不寻常的是，它并没有像通常的新星那样迅速消退，而是几十年来一直保持着高亮度。最近的观测结果表明，该系统的温度有所升高，但矛盾的是，它的光度却在一点点减弱。
HM Sge 是一种特殊的共生恒星，其中一颗白矮星和一颗臃肿的、产生尘埃的巨型伴星处于相互围绕的偏心轨道上，白矮星吸收从巨型恒星流出的气体。这些气体在白矮星周围形成一个炽热的圆盘，随着从巨星流入的氢气在白矮星表面的密度不断增加，直至达到临界点，白矮星可能会发生不可预知的自发热核爆炸。这些伴星之间的焰火让天文学家着迷，因为它们能让他们深入了解双星系统中恒星演化的物理和动力学。
巴尔的摩太空望远镜科学研究所（STScI）的拉维-桑克里特（Ravi Sankrit）说："1975年，HM Sge从一颗不起眼的恒星变成了该领域所有天文学家都在关注的恒星，而在某个时刻，这股热潮减缓了。2021 年，STScI 的 Steven Goldman、Sankrit 和合作者利用哈勃望远镜和SOFIA上的仪器，在从红外线到紫外线（UV）的光波长范围内，观察 HM Sge 在过去 30 年中发生了哪些变化。"
来自哈勃的2021紫外线数据显示了一条强烈的高度电离镁发射线，这在早先公布的1990年光谱中是没有的。它的出现表明白矮星和吸积盘的估计温度从1989年的不到40万华氏度上升到了现在的超过45万华氏度。高度电离的镁线是紫外光谱中看到的众多镁线之一，综合分析这些镁线将揭示该系统的能量学，以及它在过去三十年中的变化情况。
SOFIA 在试飞中打开望远镜舱门，翱翔在白雪皑皑的内华达山脉上空。SOFIA 是一架经过改装的波音 747SP 飞机。SOFIA 于 2014 年实现了全面运行能力，并于 2022 年 9 月 29 日完成了最后一次科学飞行。图片来源：NASA/Jim Ross
研究小组利用将于 2022 年退役的美国宇航局飞行望远镜 SOFIA 提供的数据，探测到了该系统内部和周围流动的水、气体和尘埃。红外光谱数据显示，这颗产生大量尘埃的巨星在爆炸发生后的短短几年内就恢复了正常状态，但近年来它的光线也变得暗淡了，这是另一个有待解释的谜团。
通过 SOFIA，天文学家能够看到水以每秒约 18 英里的速度流动，他们怀疑这就是白矮星周围咝咝作响的吸积盘的速度。目前，连接巨星和白矮星的气体桥必须横跨大约 20 亿英里。
研究小组还一直与美国变星观测者协会（AAVSO）合作，与来自世界各地的业余天文学家合作，帮助他们用望远镜观测 HM Sge；他们的持续监测揭示了自 40 年前 HM Sge 爆发以来从未见过的变化。
哈勃太空望远镜拍摄的共生恒星 Mira HM Sge 的图像，带有罗盘和刻度条。它位于射手座 3400 光年之外，由一颗红巨星和一颗白矮星伴星组成。这两颗恒星距离太近，哈勃无法分辨。从红巨星上渗出的物质落在白矮星上，使它变得异常明亮。这个星系在 1975 年首次爆发出新星。红色星云是恒星风的证据。星云直径约为四分之一光年。资料来源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STScI）、Steven Goldman（STScI）
"像HM Sge这样的共生恒星在我们的银河系中非常罕见，而目睹类似新星的爆炸则更为罕见。这个独特的事件是天体物理学家几十年来的财富，"戈德曼说。
研究小组的初步研究成果发表在《天体物理学报》上，桑克里特将在威斯康星州麦迪逊市举行的美国天文学会第244次会议上介绍以紫外光谱为重点的研究成果。
编译来源：ScitechDaily
