平流层红外天文台(SOFIA)在一对特殊的恒星生命中的特殊时刻观测到它们,正在为星尘提供新的曙光。
在387天的间隔内,水瓶座的一颗巨星周期性地出现亮度的巨大变化。这是因为这颗恒星属于一个叫做米拉变星的类别,它们长时间脉动,并包围在尘埃壳中。
但这不仅仅是任何Mira变量。这颗恒星是双星系统中的两颗恒星之一,称为R Aquarii,在那里它有一颗伴星白矮星。两者相互绕行,白矮星每43.6年交叉一次米拉变星,从地球上的观众的角度来看,这会导致日食。
宝瓶座R Poolarii的另一个特别特点是,在日食期间,近周星或轨道上两颗恒星彼此最接近的点发生。这意味着随着日食的发生 - 并且总体上变得越来越暗 - 白矮星和米拉变星越来越接近。白矮星吸积了越来越多的围绕米拉变星的尘埃,由于这种最佳几何形状,我们可以看到这个过程的发生。
自2016年以来,美国宇航局和德国航天局在DLR的联合项目SOFIA一直在监测2018年开始的日食的开始,预计近日食将在2023年发生。尘埃的流动可以在中红外波长下推断出来,SOFIA的红外相机FORCAST具有恰到好处的角度分辨率。
通过结合他们对系统的了解 - 两颗恒星之间的距离,日食正在进行的事实,以及对有多少尘埃的预测 - 天文学家可以计算出逃逸米拉变量的尘埃量与白矮星吸积的尘埃量之间的平衡。巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家拉维·桑克里特(Ravi Sankrit)说,他是最近发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上的一篇关于SOFIA2018年和2019年对R Aquarii观测的论文的第一作者。
“这是一个以独特的方式看待它的机会,因为被吸积的材料不会被米拉遮挡,它就在前面,”大学空间研究协会的科学家史蒂文戈德曼补充道,总部设在美国宇航局的艾姆斯研究中心。戈德曼是这篇论文的合著者,该论文着眼于日食的开始如何开始影响系统周围的尘埃。
由于两颗恒星从相距甚远到彼此非常接近,它们的尘埃不断变化。需要持续的中红外监测,以充分了解尘埃如何受到恒星轨道的影响。
“双体性,风,喷流形成,质量损失和吸积是基本的天体物理学,”Sankrit说。“所以,这里真正令人兴奋的是,你得到了一些在人类时间尺度上探索天体物理学非常基本方面的东西。
Sankrit,Goldman和他们的团队正在发现的物理学不仅适用于R Aquarii。还有数百个其他类似的二进制文件,这些只是我们所知道的。这些其他双星系统可能正在经历同样的现象,但没有正确定向,我们无法看到它们的近周和周围尘埃的变化。
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