大麥哲倫星系「發爐」！300萬度新星震撼登場

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白矮星（右）從伴星（左）吸取物質，引發新星爆炸的示意圖。
（圖取自International Gemini Observatory）


天文學家在大麥哲倫星系（Large Magellanic Cloud）發現一顆名為 LMCN 1968-12a 的再發新星（recurrent nova），其爆發溫度高達攝氏300萬度，創下同類天體紀錄，遠超預期。這顆位於銀河系衛星星系的新星，以劇烈爆發和獨特化學特性，顛覆科學界對新星現象的理解。

據《生活科學》（Live Science）報導，LMCN 1968-12a 是首顆在銀河系外以近紅外光研究的再發新星，距地球約16萬光年，由一顆白矮星與紅色次巨星組成，每四年爆發一次，自1990年起持續觀測。2024年8月最新爆發後，智利的麥哲倫巴德望遠鏡（Magellan Baade Telescope）與雙子星南座望遠鏡（Gemini South Telescope）分別於爆發後9天與22天進行追蹤，揭示其驚人特性。

新星（nova）現象源於白矮星從伴星吸取氣體，形成吸積盤。當氣體累積至臨界值，壓力與溫度激增，引發熱核失控反應，將氫轉化為較重元素，並拋射大量物質，產生耀眼閃光。若白矮星持續吸積物質並周期性爆發，即稱為「再發新星」，其爆發週期從數月至數年不等，與恆星徹底毀滅的超新星不同，爆發後雙星系統仍存續。銀河系內此類天體稀少，系外更為罕見，研究其動力學與環境影響對理解雙星演化至關重要。

觀測顯示，LMCN 1968-12a 爆發時，電離矽的亮度超過太陽全波段總和 95 倍，然而硫、磷、鈣、鋁等預期元素卻未出現。美國國家光學紅外天文學研究實驗室（NOIRLab）榮譽天文學家蓋巴爾（Tom Geballe）指出，這種矽主導的光譜與其他元素缺席，顯示氣體溫度極高。亞利桑那州立大學天文物理學教授斯塔菲爾德（Sumner Starrfield）進一步證實，這與低金屬量環境相關。

大麥哲倫雲的金屬量低於銀河系，重元素（如鐵）含量較少，使白矮星累積更多物質後才爆發，因而釋放更強能量。相比之下，高金屬量系統中，重元素改變反應機制，且噴射氣體會與伴星大氣互動，產生衝擊波升溫。斯塔菲爾德早先預測低金屬量環境將導致更劇烈爆發，此次觀測證實其推論。

研究團隊強調，利用大型望遠鏡探索不同星系，將深化對新星在多元化學環境中演化的理解。這項發現不僅刷新溫度紀錄，也揭示環境如何塑造天文事件。天文學家預期，未來針對系外新星的觀測，將進一步解開宇宙深處的爆炸之謎。研究成果已發表於《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。



資料來源 : 自由時報
https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4990569