NASA钱德拉回顾1840年代大喷发的故事

利用美国宇航局钱德拉X射线天文台20多年来拍摄的快照，天文学家了解了19世纪中叶在地球上目睹的海底座埃塔喷发的重要新细节。

跨越数十年的钱德拉数据已被合并成一部新电影，其中包含1999年、2003年、2009年、2014年和2020年的海山二星帧。天文学家利用钱德拉观测数据以及来自ESA(欧洲航天局)XMM-Newton的数据，观看180年前的恒星喷发继续以每小时450万英里的速度向太空扩展。从船底座埃塔收集到的新见解表明，不同的太空天文台如何协同工作，帮助我们了解在人类时间尺度上展开的宇宙变化。

描述这些结果的论文发表在《天体物理学杂志》上上。

海山二是一个包含两颗大质量恒星的系统(一颗质量约为太阳的90倍，另一颗据信质量约为太阳质量的30倍)。19世纪中叶，人们观察到海山二发生了一次巨大的爆炸，天文学家称之为“大火山喷发”。在这次事件中，海底座埃塔喷射出的质量是太阳质量的10到45倍。这种物质变成了一对致密的球形气体云，现在被称为侏儒星云，位于两颗恒星的两侧。

大约50年前，人们在矮人星云周围发现了一个明亮的X射线环，并在之前的钱德拉工作中进行了研究。钱德拉的这部新电影，加上将数据叠加在一起生成的深度图像，揭示了有关海山二星不稳定历史的重要线索，包括环的快速膨胀和环外先前未知的微弱X射线壳。

“我们将这个微弱的X射线弹解释为爆炸波1840年代大火山喷发的冲击波，”领导这项研究、位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的迈克尔·科科伦(MichaelCorcoran)说道“它讲述了船底座埃塔背景故事的重要部分，否则我们不会知道。”

由于新发现的X射线外层与侏儒星云具有相似的形状和方向，科科伦和他的同事认为这两种结构具有共同的起源。

这个想法是，根据之前在美国宇航局哈勃太空望远镜数据中看到的气体团块的运动，早在1843年大喷发之前(1200年到1800年之间的某个时间)，物质就从海山二星上被炸飞了。后来，大喷发产生的快速冲击波撕裂了太空，与团块碰撞并将其加热到数百万度，形成了明亮的X射线环。爆炸波现在已经超出了明亮的环。

“这个微弱的X射线壳的形状在我看来是一个情节转折，”合著者、马里兰大学巴尔的摩分校和美国宇航局戈达德中心的研究员滨口健二(KenjiHamaguchi)说。“它向我们表明，微弱的外壳、侏儒和明亮的内环很可能都来自恒星系统的喷发。”

通过XMM-Newton，研究人员发现船底座Eta的X射线亮度随着时间的推移而减弱，这与之前使用美国宇航局国际空间站中子星内部成分探测器(NICER)望远镜对该系统获得的观测结果一致。作者应用了一个简单的模型来估计大喷发时海山二星在X射线中的亮度，并将其与电影中确定的物质的速度结合起来，以估计高速气体喷射的速度。

研究人员将这些信息与喷出气体量的估计结合起来，确定大火山喷发可能由两次爆炸组成。首先，快速喷射出少量快速、低密度的气体，产生X射线冲击波。随后，稠密气体缓慢喷出，最终形成侏儒星云。

这项新X射线研究的合著者之一、亚利桑那大学的内森·史密斯领导的一个团队此前曾提出，大喷发是由原本是三重系统的两颗恒星合并引起的。这也可以解释X射线中看到的环状结构，因为它会导致材料在平面上喷射。

“船底座埃塔的故事变得越来越有趣，”史密斯说。“所有证据都表明，船底座埃塔在一场通常会毁灭恒星的强大爆炸中幸存下来。我迫不及待地等待下一集的数据，以了解船底座埃塔为我们带来的其他惊喜。”