renhekeji 发表于 2023-8-4 03:29:42

天狼星的伴星有可能会演变成Ia型超新星吗?

天狼星的伴星是一颗白矮星,而根据我看到的资料Ia型超新星就是双星中的白矮星获取了伴星的物质达到1.4倍太阳质量之后发生的超新星爆炸。
我看到很多关于Ia型超新星的介绍,里面都没有提到过天狼星成为Ia型超新星的可能。难道是因为这对双星之间的距离过远吗?
如果是的话,那么在久远的未来,当天狼星变成红巨星之后,会不会被伴星抢走太多的物质导致这颗伴星超新星爆发呢?如果因为距离原因依然不存在这种情况,那么在未来两颗星的距离有没有可能因为某些原因越来越近,从而达到一个危险的距离?
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开一下脑洞,如果天狼星a进入红巨星阶段后由于一些原因导致双方距离被拉近,天狼星b吸积了足够质量发生爆炸,因为此时双方的距离已经很近了,这次爆炸会不会把天狼星a外壳彻底吹走只留下恒星的内核?那样的话天狼星会变成什么?

sfers 发表于 2023-8-4 03:30:04

吸积的情况,
@刘博洋的答案已经计算得很清楚了,不可能。
两颗星越来越近直到合并。。。这个有可能,不过估计时间会远远长于太阳系的寿命。
参考这个:
7800光年外两颗死亡恒星或将合并爆发(图)_科学探索这两颗白矮星距离22.5万公里,只有地月距离的一半多,它们最终合并还得几千万年。

新网东莞分公司 发表于 2023-8-4 03:30:49

天狼星质量:2.02Msun,伴星质量:0.978Msun,质量比q=2.07。轨道半长轴19.8AU,离心率0.59,双星最近距离约8.1AU。
Peter Eggleton的洛希瓣半径近似公式(精确到1%)


代入A=8.1AU,q=2.07,得到r1=3.6AU也就是771个太阳半径(Rsun)。

mad star - EZ-Web模拟质量为2.02、金属丰度为质量分数0.004(接近天狼星的~0.006)的恒星的演化路径,用它给出的结果做半径随时间变化的曲线(横轴时间,单位亿年;纵轴半径,单位Rsun):



该模拟给出半径最大时是年龄为10.62亿年的时候,半径约为500 Rsun,然后半径就又变小了。之后不久因为流体动力学效应太强该模拟无法准确计算就停了。如果该模拟可信的话,那即使到最大半径时还是没到771 Rsun的洛希瓣半径,不足以填充洛希瓣并产生物质转移。
所以天狼星的伴星不会变成Ia型超新星。
(我对恒星物理的理解程度不超过当时学恒星结构与演化这门课时的程度,用的这个simulation也不一定靠谱,所以以上仅供参考,有兴趣可以找找更好的code跑一跑。)
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我果然naive了!


于是找到了通过星风进行物质转移的一个模拟,看来确实是可以的:



http://arxiv.org/pdf/1406.3473v1.pdf
这就是所谓的“Mass Transfer in Detached Binary Systems”,非接触双星系统中的质量转移,刚好是天狼星系统将会发生的情况。
再加上伴星和星风相互作用中损失角动量,整个系统的轨道半径会逐渐减小,从而星风吸积会越来越容易。所以综上是很有可能会变成Ia超新星的。
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