模拟Eta Carinae的复杂历史 - 非凡的明星几十年来迷住了人类

Eta Carinae光学

Eta carinae的光学图象。信用:NASA / STSCI / ESA

'Eta Carinae'是一位非凡的明星,几十年来令人着迷于人类。它被一个扩张的'homunculus星云'所包围,形状像沙漏一样。这个星云被驱逐出一个充满活力的爆炸,称为“大爆发”发生在19世纪40年代,当时eta carinae成为天空中最亮的星星,并且在十年上肉眼可见。

在Homunculus星云之外还有其他子弹簇,在大爆发之前射出了几个世纪。Eta Carinae本身非常巨大,质量超过100倍的阳光,另一个明星是占据大约30倍太阳在高度偏心的轨道上的颗粒的轨道。通过所有这些和更多特殊的特征,科学家们已经困惑了很长时间关于这颗明星如何爆炸和创造周围的凌乱的星云。

出于许多其他拟议的模型,我们最近发表的研究专注于一个假设,明星系统曾经是一个最终变得不稳定并导致恒星合并的三重系统。随着更详细的观察,这种情况变得越来越受欢迎,但到目前为止缺乏详细的理论调查。

在这项工作中,我们对这一情景进行了第一批详细的详细理论计算。我们首先进行了三体动态模拟,看看三重系统如何变得不稳定,最终两个星星碰撞。我们从一个稳定的系统开始,其中一个星星在靠近轨道上的其他两颗恒星周围宽阔的轨道。一旦最庞大的明星接近了它的生命结束,它就扩大并开始将重要事项转移到其伴侣。这使得系统不稳定并导致两个星星在几千年内合并。我们发现在最终合并之前,恒星可以在近距离靠近,彼此的表面猛烈地互相互相互相互相互相互相互相互相互相互相互相互相互相互相啮合。

我们进行了额外的N身体模拟,以了解一颗星星如何应对这些密切的遭遇。部分材料的一部分可以剥离并被送去为窄喷雾。结合了轨道动态和近遇到次要模拟,我们发现多个放牧遭遇 - 在合并后发生了几个世纪 - 可以重现Homunculus星云之外的凌乱结构。

我们还进行了流体动力模拟,看看恒星合并的流出如何成形为我们今天看到的沙漏形状。我们提出了一种新的场景,它对超新星SN1987a的三环星云是如何形成的类似想法。随着恒星合并,恒星内部释放了大量的能量,导致大量爆发。但与超新星不同,恒星的大部分能量和质量仍然存在于明星。随着强大的双极风,这种能量慢慢泄漏。风吹起来爆炸喷射物的内部,形成一个空心壳状结构。我们的模拟表明,通过这种情况,我们可以密切地重现Homunculus星云的形状和大小。

我们的模拟结合成功地再现了Eta Carinae周围的星云的主要特点,并为恒星兼并的三重情景提供了强大的支持。这不仅为我们洞察ETACarinae的起源,而且还可以通过三重系统中的合并创造的许多其他天文物体。例如,发现了一些大规模的黑洞利奥(GW190521)被认为是这种方式创造的。使用来自Eta Carinae的丰富信息,我们可以更多地了解我们宇宙中Exotica的形成。

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