近日，中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)博士研究生郭云浪和研究員王博在新星爆發(fā)研究領(lǐng)域取得進(jìn)展，解釋了新星爆發(fā)中的氦增豐現(xiàn)象。相關(guān)成果于近期發(fā)表在《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。
新星是最明亮的恒星爆發(fā)現(xiàn)象之一（圖1），在中國(guó)古代稱為客星。新星是激變變星的一種，銀河系中每年大約產(chǎn)生50顆新星。新星豐富了星際中的物質(zhì)，可以制造出中等質(zhì)量元素以及13C、15N和17O等放射性元素，對(duì)星系化學(xué)演化起著重要作用。此外，新星爆發(fā)也是Ia型超新星的前身星候選體（科研人員用Ia型超新星測(cè)距，發(fā)現(xiàn)宇宙在加速膨脹，從而揭示出宇宙中存在暗能量）。
在新星系統(tǒng)中，白矮星從其伴星吸積物質(zhì)，一旦有足夠多的物質(zhì)落在白矮星表面，就會(huì)導(dǎo)致熱核失控現(xiàn)象。此時(shí)，白矮星表面的吸積包層快速膨脹，并拋出部分物質(zhì)。在對(duì)新星拋射物的觀測(cè)中，科研人員發(fā)現(xiàn)了大量的C、N、O、Ne、Na、Mg和Al等金屬元素，被稱為新星的金屬豐度增豐現(xiàn)象。在新星爆發(fā)過程中存在吸積物質(zhì)和白矮星表面物質(zhì)的混合效應(yīng)。然而，在許多新星拋射物中還觀測(cè)到了氦增豐現(xiàn)象。這表明，在新星爆發(fā)過程中吸積物質(zhì)與白矮星表面的氦殼層進(jìn)行了混合。
研究人員對(duì)新星爆發(fā)過程中的氦混合做了系統(tǒng)性研究，發(fā)現(xiàn)隨著氦混合度的升高，新星爆發(fā)會(huì)變得更加劇烈（圖2）。該項(xiàng)研究重現(xiàn)了新星爆發(fā)過程中的氦增豐現(xiàn)象，同時(shí)提出了一種利用新星爆發(fā)拋射物中氦與氫的質(zhì)量比來(lái)測(cè)定氦混合度的方法（圖3），該方法可以對(duì)新星爆發(fā)過程中的混合理論進(jìn)行限制。這項(xiàng)研究表明氦混合在新星爆發(fā)研究中至關(guān)重要。
相關(guān)工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目以及中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃（拔尖青年科學(xué)家類）的支持。
圖1 新星爆發(fā)示意圖
圖2 新星爆發(fā)的峰值光度隨氦混合度的升高而升高
圖3 利用新星爆發(fā)拋射物中氦與氫的質(zhì)量比（He/H）來(lái)測(cè)定氦混合度
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