天文学家首次在近红外光下观测到银河系外的重复新星。数据揭示了非常不寻常的化学排放以及新星中记录的最热温度之一，均表明出现了极其剧烈的爆发。
使用双子座南天文台（国际双子座天文台的一部分，部分由美国国家科学基金会资助并由NSF NOIRLab运营）和麦哲伦巴德望远镜，天文学家首次在近红外光下观测到银河系外的重复新星。数据揭示了非常不寻常的化学排放以及新星中记录的最热温度之一，均表明出现了极其剧烈的爆发。
新星爆发发生在双星系统中，其中白矮星——一个死星的稠密残余——不断从附近伴星吸取恒星物质。当伴星的外层大气聚集到白矮星的表面时，温度升高足以引发爆发。
迄今为止几乎所有发现的新星仅观测到一次爆发。但有几个已被观测到爆发超过一次，被归类为重复新星。这些新星的爆发间隔可以从一年到几十年不等[1]。
在我们的银河系内观测到的重复新星不足十个，而绝大多数是星系外的，意味着位于银河系之外。研究星系外新星有助于天文学家了解不同环境如何影响新星爆发。
首次被观测到的重复星系外新星是LMC 1968-12a（LMC68），位于大麦哲伦云——银河系的卫星星系。该新星的重复时间约为四年——是所有新星中第三短的，并由一颗白矮星和一颗伴随的红亚巨星（比太阳大得多的星星）组成。它于1968年被发现，自1990年以来，其爆发被相对规律地观测到。
它最近一次爆发发生在2024年8月，首先被尼尔·格赫雷尔斯斯威夫特天文台捕捉到，该台自2020年爆发以来每月密切监测该新星。鉴于其已知的重复时间，天文学家预期了这次爆发，而LMC68顺应时刻进行。
在初次爆发后的九天内，卡内基机构的麦哲伦巴德望远镜进行了后续观察，初次爆发后22天，双子座南天文台也进行了观察，双子座南天文台是国际双子座天文台的一部分，部分由美国国家科学基金会资助并由NSF NOIRLab运营。
利用光谱技术[2]，研究团队观察了LMC68的近红外光，这使他们能够研究新星在极热阶段的情况，在这个阶段，许多元素被高度激发。通过研究这个阶段，天文学家可以了解在爆发中起作用的最极端过程。这项研究是首次在星系外重复新星上进行近红外光谱学观察。
在初次爆发后，LMC68的光迅速减弱，但双子座南的FLAMINGOS-2仪器仍捕捉到来自离子化硅原子的强信号，具体来说是那些失去14个电子中9个的硅原子，这需要以辐射或剧烈碰撞的形式释放惊人数量的能量。
在麦哲伦先前的光谱中，仅由离子化硅发出的近红外光亮度比太阳在其所有波长（X射线、紫外线、可见光、红外和无线电）下发出的光亮95倍。当双子座几天后观察到该谱线时，信号有所减弱，但硅的发射仍主导光谱。
“离子化硅光亮度几乎是太阳的100倍，这在之前是前所未有的，”NOIRLab荣誉天文学家、论文《皇家天文学会月报》共同作者汤姆·盖巴尔表示。“而且，虽然这个信号令人震惊，但缺失的内容同样令人震惊。”
在银河系中发现的新星通常会发出许多来自高度激发元素的近红外特征，而LMC68的光谱中仅包含离子化硅特征。“我们本希望也能看到高度激发的硫、磷、钙和铝的特征，”盖巴尔说道。
“这种令人惊讶的缺失，加上硅特征的存在和强度，暗示着气体温度异常高，我们的模型证实了这一点，”共同作者、亚利桑那州立大学天体物理学雷政教授萨梅尔·斯塔菲尔德补充道。
团队估计，在新星初始爆发后的早期阶段，排出的气体温度达300万摄氏度（540万华氏度），使其成为记录中最热的新星之一。这一极端温度暗示着极为剧烈的爆发，团队推测这是由于新星环境条件造成的。
大麦哲伦云及其恒星的金属丰度低于银河系，这意味着它含有较少的重于氢和氦的元素，天文学家称之为金属。在高金属丰度的系统中，重元素在白矮星表面捕获热量，使得爆发在积累过程中早早发生。但在没有这些重元素的情况下，更多的物质在白矮星表面堆积，直到它的温度足够高以点燃，从而导致爆炸以更大的暴力发生。此外，排出的气体与伴随的红亚巨星的大气发生碰撞，产生了巨大的震荡，从而提升了碰撞中的温度。
在收集数据之前，斯塔菲尔德预测，低金属丰度物质的堆积会导致更为剧烈的新星爆发。此处所呈现的观察和分析与这一预测总体一致。
“在我们自己的银河系中，仅发现少数重复新星，对这些天体的理解经历了断断续续的进展，”国际双子座天文台的NSF项目主任马丁·斯蒂尔说道。“通过利用如双子座南等最大规模的天文学望远镜将我们的研究范围扩展到其他星系，天文学家将加快进展速度，并关键性地测量这些天体在不同化学环境中的行为。”
注释
[1] M31N 2008-12a的爆发周期约为一年，是所有重复新星中爆发间隔最短的，而V2487 Ophiuchi的循环周期最长，为98年。
[2] 光谱学涉及捕捉对象的光并将其分散成光谱，这使科学家能够通过其发出特定波长的光来识别对象中存在的化学元素。
