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从预言到现实——超新星揭开恒星进化之谜

2021-7-31 07:34| 发布者: IMUFU-KANE| 查看: 22170| 评论: 0

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翻译:孙宇峰

校对:方圆

编排:余家劲

后台:库特莉亚芙卡 李子琦 胡永威

原文链接:https://www.nao.ac.jp/news/science/2021/20210629-dos.html



图片右侧的亮点为电子捕获型超新星2018zd。该超新星被发现于麒麟座的NGC2146星系(左)。此图为拉斯坎伯雷斯天文台所拍摄到的超新星2018zd的图像与哈勃望远镜所拍摄的超新星出现前的图像合成而得

图源:NASA/STScI/J. DePasquale, Las Cumbres Observatory

天文爱好者和观测、理论天文学家们一同发现了这颗独特的超新星,该超新星的爆炸机制此前只存在于理论预测之中。长久以来困扰我们的恒星演化之谜,因该研究成果而变得豁然开朗。

小质量的恒星会演化成白矮星平静地结束一生,而大质量恒星则会以超新星爆发的方式壮丽地结束一生。科学家认为恒星最终形态的差异取决于恒星的质量,其分歧点约为太阳质量的8倍。

东京大学的野本宪一教授于40多年前提出的理论研究,预测了质量接近分歧点的恒星将会以“电子捕获型超新星”的特殊机制爆发。引发超新星爆发的恒星中质量较大的恒星会在中心形成铁核后爆炸,与之相对质量接近分歧点的恒星,则会形成氧、氖、镁构成的核心。核心依靠电子的力量支撑,但电子却为镁和氖所吸收,最终核心无法支撑而爆炸,这就是电子捕获型超新星的爆发机制。

科学家认为,以这种特殊机制爆发的超新星与通常的爆发相比存在差异特征。日本国立天文台的守屋尧助教、富永望教授等人致力于对电子捕获型超新星的亮度变化等特征进行预测模拟研究。但是,此类研究一直苦于缺乏实际观测数据,虽然有说法认为藤原定家在《明月记》中所记载的1054年超新星可能为电子捕获型超新星,但要确定已发现的天体是电子捕获型超新星,迄今为止并无一例。

2018年3月,天文爱好者板垣公一发现了刚爆发不久的超新星2018zd。随后,同为天文爱好者的野口敏秀对其亮度变化进行了详细观测。与此同时,以美国加利福尼亚大学博士生平松大地为首的观测小组,利用世界各地的望远镜也对该天体进行了详细观测。观测结果表明,该天体的表现特征与理论及模拟的电子捕获型超新星特征高度一致。进一步研究中,科学家从哈勃望远镜偶然间拍摄到的爆发前的天体状态推测,爆发恒星的质量大约为太阳的8倍。这意味着,人类首次发现了符合电子捕获型超新星所有特征的超新星。

恒星究竟会成为白矮星还是超新星一直是恒星演化的谜团。电子捕获型超新星2018zd的发现,将会是解开这一谜团的重要成果。科学家认为,我们掌握了电子捕获型超新星的观测特征,要发现类似超新星也会变得更加简单,今后有望进一步得到此类超新星的发生频率等更为详细的情报。

该研究成果,于2021年6月28日刊登在英国天文学期刊《自然·天文学》上。

END

责任编辑:王雨阳

牧夫新媒体编辑部

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Image Credit: NASA



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