新星是一顆恒星突然的、短暫的、戲劇性的增亮。通常情況下，這顆恒星會在幾周或幾個月內慢慢消退到其原有的亮度。盡管新星的具體原因會因情況不同而不同，但它們總是涉及到近距離雙星系統中的白矮星--兩顆受引力約束而圍繞對方運行的恒星。

現在，天文學家們在觀察到有史以來最快的新星后感到很興奮。這一不尋常的事件引起了科學家們對一顆更不尋常的恒星的注意。隨著他們對它的研究，他們不僅可以找到新星許多令人困惑的特征的答案，還可以找到關于我們太陽系的化學、恒星的死亡和宇宙的演變等更大的問題。

由亞利桑那州立大學的Sumner Starrfield教授、明尼蘇達大學的Charles Woodward教授和俄亥俄州立大學的研究科學家Mark Wagner領導的研究小組，于2022年6月14日在《美國天文學會研究筆記》上共同撰寫了一份報告。

(資料圖)

新星是一個雙星系統突然爆發出的亮光。每顆新星都是由白矮星--一顆恒星非常密集的剩余核心--和附近的一顆伴星產生的。隨著時間的推移，白矮星從其伴星中吸取物質，這些物質落在白矮星上。白矮星加熱了這些物質，引起了一個不受控制的反應，釋放出一陣能量。爆炸將物質高速射出，科學家們將其作為可見光觀察。

明亮的新星通常會在幾周或更長時間內消逝。2021年6月12日，新星V1674 Hercules爆發得如此之亮，以至于肉眼都能看到它--但是在短短一天多的時間里，它就再次變暗了。這種速度水平的新星事件是罕見的，這使得這顆新星成為珍貴的研究對象。

亞利桑那州立大學地球和空間探索學院的天體物理學家Starrfield說：“它只有大約一天的時間，而之前最快的新星是我們在1991年研究的一顆，V838 Herculis，它的亮度在大約兩三天的時間內下降。”

當天文學界關注V1674 Hercules時，其他研究人員發現它的速度并不是它唯一不尋常的特征。它發出的光和能量也是脈沖式的。每隔501秒，就會有一次“擺動”，觀察者可以從可見光波和X射線中看到。爆炸一年后，這顆新星仍然顯示出這種“擺動”，而且似乎已經持續了更長時間。Starrfield和他的同事們繼續研究這個怪癖。

Wagner說：“最不尋常的是，在爆發之前就看到了這種擺動，但是當新星的亮度大約為10個星等時，這種擺動也很明顯，”他也是正在用來觀測新星的大型雙目望遠鏡觀測站的科學主管。“人們正試圖解決的一個謎團是，是什么驅動了這種周期性，你會在系統的那個亮度范圍內看到它。”

研究小組在監測新星爆炸所噴出的物質時也注意到了一些奇怪的現象--某種風，可能取決于白矮星及其伴星的位置，正在塑造物質流入該系統周圍的空間。

盡管最快的新星（從字面上看）很耀眼，但它值得進一步研究的原因是，新星可以告訴我們關于我們太陽系甚至整個宇宙的重要信息。

白矮星收集并改變物質，然后在新星爆炸期間用新的物質調換周圍的空間。這是空間中物質循環的一個重要部分。新星噴射出的物質最終會形成新的恒星系統。這樣的事件也有助于形成我們的太陽系。

“我們總是試圖弄清楚太陽系是如何形成的，太陽系中的化學元素是從哪里來的，”Starrfield說。“我們將從這顆新星中了解的事情之一是，例如，這次爆炸產生了多少鋰。我們現在相當肯定，我們在地球上擁有的相當一部分鋰是由這些類型的爆炸產生的。”

有時，一顆白矮星在新星爆炸過程中并沒有失去所有收集的物質，因此在每個周期中，它都會增加質量。這最終會使它變得不穩定，白矮星可能產生1a型超新星，這是宇宙中最明亮的事件之一。每顆1a型超新星都達到相同的亮度，所以它們被稱為“標準燭光”。

“標準燭光是如此明亮，以至于我們可以在宇宙中很遠的地方看到它們。通過觀察光的亮度如何變化，我們可以提出關于宇宙如何加速或宇宙整體三維結構的問題，”Woodward說。“這是我們研究其中一些系統的有趣原因之一。”

此外，新星可以告訴我們更多關于雙星系統中的恒星是如何演化到死亡的，這個過程還沒有被很好地理解。它們還可以作為實驗室，科學家們可以看到核物理學的運作，并測試理論概念。

這顆新星讓天文學界大吃一驚。直到一位來自日本的業余天文學家Seidji Ueda發現并報告了它，它才出現在科學家的雷達上。公民科學家在天文學領域發揮著越來越重要的作用，現代技術也是如此。盡管它現在太暗了，其他類型的望遠鏡無法看到，但由于大型雙目望遠鏡的大口徑和其天文臺的其他設備，包括它的一對多天體雙光譜儀和特殊的PEPSI高分辨光譜儀，該團隊仍然能夠監測這顆新星。

他們計劃調查爆發的原因和導致爆發的過程，其破紀錄的下降的原因，觀察到的風背后的力量，以及其脈沖亮度的原因。