天文学家们长久以来对共生双星系统怀有浓厚兴趣,尤其是那些展现出异常现象的案例。HM Sagittae(天箭座HM,简称HM Sge),便是一个典型的例子。这颗位于距离我们约3400光年的双星系统,自1975年发生了一次引人注目的新星爆发后,便成为了研究焦点。
HM Sge系统中,一颗白矮星正通过引力作用,从其红巨星伴星那里吸取物质。这些物质在白矮星周围形成了一个旋转的吸积盘,当吸积盘上的物质大量涌入白矮星时,会产生极高的温度和压力,从而引发剧烈的热核爆炸。尽管这次爆炸的能量不足以让白矮星成为超新星,但足以让系统的亮度大增,成为一颗“新星”。
1975年,HM Sge的亮度在夜空中增强了6个星等,从原本难以观测的+17等亮度跃升至+10.5等,使得业余天文学家也能用小型望远镜捕捉到这一奇观。然而,自爆发后,HM Sge的行为却显得与众不同。大多数新星在爆发后几天内亮度便会迅速下降,而HM Sge却在亮度峰值维持了多年,直到20世纪80年代中期才开始逐渐变暗。
近期,天文学家们基于哈勃太空望远镜和美国国家航空航天局已退役的索菲亚平流层红外天文台的数据,对HM Sge进行了新的研究。他们发现,自1985年以来,HM Sge系统逐渐变暗的原因可能与红巨星的行为有关。这颗红巨星是一颗米拉型变星,以大约534天的周期发生脉动,可能造成比平常更大的质量损失和尘埃喷发,阻挡了部分光线。白矮星和红巨星在一个周期为90年的非圆轨道中运行,当前二者间的距离正逐渐增大,导致流向白矮星的物质减少,亮度也随之降低。
哈勃望远镜的观测还发现了来自电离镁的强发射线,表明白矮星的温度在此期间从20万摄氏度上升到了25万摄氏度。尽管双星系统的整体亮度有所减弱,但白矮星的高温使其成为最热的已知白矮星之一。然而,温度升高的原因仍然是个谜。
索菲亚平流层红外天文台则首次在共生双星系统中探测到了来自水蒸气的发射线,并利用这一信号测量了吸积盘的特性。水分子以每秒29公里的速度运动,这被认为是它们沿着吸积盘边缘流动的速度。这些观测数据为我们理解HM Sge系统的演化提供了新的线索。
天文学家们认为,HM Sge系统在1975年新星爆发后进入了一个新的稳定状态,其亮度每年仅产生缓慢下降。这种亮度的衰减可能会持续多年,直到白矮星和红巨星在轨道上再次接近,两者之间流动的物质量增加,才有可能触发另一次新星爆发。这一发现不仅增进了我们对共生双星系统的理解,还为未来的研究提供了新的方向。
HM Sge的故事远未结束。天文学家们将继续利用先进的望远镜和观测技术,深入探索这个神秘的双星系统,揭开它背后的更多秘密。