鑽石舞台

在恆星表面相對集中的一處，在短短几小時裡，就能燃燒掉質量相當於35億個吉薩大金字塔的物質。這就是天文學家新發現的一類難以置信的激烈宇宙事件。

在TESS（凌星系外行星巡天衛星）和VLT（甚大望遠鏡）的幫助下，一組天文學家團隊觀測到了這種新型的恆星爆發，他們稱之為微新星（micronova）。這一新發現甚至挑戰了人們對恆星中熱核爆發的理解。論文已於近日發表在《自然》上。

微新星事件的藝術家暢想圖。（圖／M. Kornmesser, L. Calçada, ESO）

雙星中的熱核爆發

新星這個名字最早來自16世紀。1572年，天文學家第谷（Tycho Brahe）觀測到了一次超新星爆發事件後，創造了「新星」這個術語，並在論文De nova stella（關於新星）中描述了它。

此後數百年間，新星和超新星這兩個術語經常被混用，直到20世紀30年代，科學家才真正仔細地區分了兩者，事實上它們無論是成因還是能量方面都大不相同。

新星並不是真的「新的恆星」，而是指發生在白矮星表面的一種激烈的能量事件。白矮星是一種垂死的恆星，它們的質量和太陽差不多，但體積卻只有地球這般大小。在雙星系統中，如果兩顆恆星離得足夠近，其中的白矮星就有機會從它的伴星那裡吸取物質。這些物質以氫為主。當這些氣體落到白矮星熾熱的表面時，就會觸發氫原子爆發性地聚變成氦。

在新星中，這些熱核爆發會發生在整個恆星表面。它似乎讓白矮星的整個表面燃燒起來，並在幾個星期的時間裡發出耀眼的光芒。

然而，這組新的研究團隊在分析TESS的數據時，注意到了一些不尋常的現象。那似乎是一些神秘的微型爆發，一次僅僅持續幾個小時，會產生明亮的光學閃光。

TESS，即凌星系外行星巡天衛星。（圖／TESS）

通過進一步搜索，他們發現了幾個類似的信號，總共觀測到了三個事件。其中兩個來自已知的白矮星，而第三個則藉助VLT上裝配的X-shooter（X射線射手）儀器的進一步觀測確認了白矮星的狀態。

他們將這類事件命名為微新星，因為它們是類似於新星的爆發事件，但就天文尺度而言，微新星的規模要小得多，能量也比新星更小，而且速度更快，通常只有幾個小時。

天文學家注意到，微新星發生在一些具有強磁場的白矮星上，它們會將物質傳向恆星的磁極。在這種恆星表面，氫的聚變也能以一種局部的方式發生。氫燃料在一些白矮星的磁極底部，因此核聚變僅僅發生在這些磁極上。這導致了「微型核聚變炸彈」的爆炸，強度通常只有新星爆發的約百萬分之一。

微新星細節的藝術家暢想圖。白矮星（前景）和伴星（背景）構成的雙星系統可能發生微新星事件。（圖／Mark Garlick）

雖然「微」代表着這些事件相對而言非常小，但不要搞錯了，僅僅一次這樣的爆發，就可以燒掉約20000000萬億千克的物質，差不多相當於35億個吉薩大金字塔的質量。

微新星的藝術家暢想視頻。中心明亮的白矮星周圍的藍色盤包含了大量從伴星上「偷」來的物質，其中以氫為主，白矮星利用它強大的磁場將物質氫輸送到兩極。當這些物質落在恆星熾熱的表面時，則會引發微新星爆發，它們被限制在白矮星的一個極點上。（視頻／M. Kornmesser, L. Calçada, ESO）

充滿活力的宇宙

這些新發現的微新星挑戰了天文學家對恆星爆發的理解，它拓展了已知恆星爆發的種類，這意味着，恆星爆發事件可能比之前認為的更為豐富。而這恰恰說明了宇宙是一個多麼的充滿活力的地方。

團隊認為，這類事件實際上可能並不罕見，但由於它們的速度太快，因此很難捕捉到。想要發現更多這些難以捉摸的事件，需要大規模的調查和快速的後續測量。

研究人員相信，新型望遠鏡的快速反應技術以及更先進的成套儀器，都將讓我們有機會更詳細地解開這些神秘的微型宇宙現象。