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人类所观测到的最亮超新星!科学家终于揭开了答案!

时间:2019-12-22 16:20:46

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人类所观测到的最亮超新星!科学家终于揭开了答案!

超亮超新星是宇宙中最明亮的爆炸。在短短几个月内,一颗超级发光的超新星在其整个生命周期中所释放的能量将与我们的太阳一生所释放的能量一样多。在它的巅峰时期,它可以像整个星系一样明亮。

研究最多的超发光超新星之一是SN gy。它的起源还不确定,但现在瑞典和日本的研究人员说,他们可能已经找到了造成它的原因,观测表明它是由一颗白矮星盘旋成一颗红巨星引起的,也就是白矮星和它的巨大伙伴之间的一种灾难性的相互作用导致了这场空前的爆炸。

SN gy距离英仙座约2.38亿光年。它在旋涡星系NGC1260中,于被发现,并被天文学家小组利用钱德拉X射线天文台、凯克天文台等进行了研究。当SN gy被发现时,加州大学伯克利分校的Nathan Smith正在带领一个由加州大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家组成的团队。史密斯说:“这是一次真正可怕的爆炸,其能量是普通超新星的一百倍。这意味着爆炸的恒星可能和恒星的质量一样大,大约是太阳的150倍,而我们以前从未见过这种情况。”

这些类型的恒星大多存在于早期宇宙中,天文学家当时认为。因此,看到这一次爆炸,天文学家相当于看到了早期宇宙的一个方面。

此图显示SN gy的固有亮度及其随时间的变化。这张图还显示了SN gy与两个主要超新星类的典型例子相比有多亮。Ia型超新星涉及白矮星的热核爆炸,II型超新星是一颗大质量恒星的坍塌。著名的超新星SN 1987A也在图中。SN gy不仅比其他超新星亮得多,而且保持非常亮的时间也更长。

引起科学家关注的不仅仅是SN gy的能量输出,其中还显示了一些奇怪的发射线,这让天文学家感到困惑。现在一组研究人员认为他们已经发现了SN gy背后的原因。这个团队包括瑞典斯德哥尔摩大学的研究人员以及京都大学、东京大学和广岛大学的研究成员。研究小组看到了在超新星爆发一年后才出现铁的发射线。他们探索了几种模型来解释这一现象,并确定了一种模型。

这是哈勃望远镜拍摄的SN gy及其星系NGC 1260的宽视场图像。此前从没有人测试过将中性铁(即所有电子都保留的铁)的光谱与SN gy中未识别的发射线进行比较,因为铁通常是电离的,当科学家发现需要非常大量的铁来制造这些物质,才发现它揭示了一个新的情况。

根据研究小组的结果,SN gy一开始是双星:一颗恒星,一颗白矮星。白矮星大小与地球相似,另外一颗是巨大的、富含氢的恒星,它和我们整个太阳系一样大。这颗较大的恒星处于演化的后期,随着新燃料的点燃而膨胀。当它的外壳膨胀时,白矮星被吸引到更大的恒星中,向中心盘旋。

在白矮星盘旋的过程中,质量越大的恒星蜕掉了一些外壳,这发生在超新星爆发前不到一个世纪。最终,白矮星到达中心并变得不稳定。然后它爆炸成一颗Ia型超新星。当超新星爆炸时,物质砰的一声炸开了,碰撞产生了SN gy的极光输出和奇怪的发射线。

也就是说,SN gy的前身是一对双星,包括一颗白矮星和一颗大质量恒星。白矮星可以与一颗富含氢的大质量恒星在近轨道运行,并在坠落到中心时迅速爆炸,这为双星演化理论和白矮星爆炸的必要条件提供了重要的新信息。另一颗超新星SN ap比SN gy更亮,但SN ap的峰值亮度仅持续了几天。还有SNL(也叫ASASSN-15lh)更亮。尽管它看起来是一颗超发光超新星,但它的性质仍有争议。在峰值亮度下,SNL比太阳亮5700亿倍,比银河系发出的综合光亮20倍。

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