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天文学家发现一种全新的超新星

天文知识 2022-1-22 21:18 75819人浏览 0人回复
摘要

我们经常认为超新星爆炸对于大质量恒星来说是不可避免的。恒星燃料耗尽,核心由于引力而坍缩,最终爆炸!(译者注:即超新星爆发)但天文学家长期以来一直认为,至少有一种大型恒星不会以超新星结束。被称为沃尔夫- ...

我们经常认为超新星爆炸对于大质量恒星来说是不可避免的。恒星燃料耗尽,核心由于引力而坍缩,最终爆炸!(译者注:即超新星爆发)但天文学家长期以来一直认为,至少有一种大型恒星不会以超新星结束。被称为沃尔夫-拉叶星的恒星被认为会以核心安静地坍缩成黑洞而结束。但一项新研究发现,它们最终可能也会成为超新星。

沃尔夫-拉叶星是已知的最大的恒星之一。当它们短暂的生命即将结束时,并不是简单地耗尽燃料并爆炸,而是用一种极其强大的恒星风将外层推开。这就形成了一个周围富含电离氦、碳和氮的星云,几乎没有氢。剩下的恒星的表面温度可以超过20万K,这使它们成为已知的最明亮的恒星。但是因为大部分的光都在紫外线范围内,所以它们对肉眼来说不是特别亮。



在一颗大质量恒星中,不同的元素在恒星爆炸前是分层的。

即使沃尔夫-拉叶星的外层被剥离,中心恒星的质量仍然比太阳大得多。所以你会认为它成为超新星只是时间问题。无论聚变发生在元素周期表的哪里,它最终都会耗尽燃料,导致形成一颗核心坍缩的超新星。但通过观测超新星内部元素的光谱,我们从来没有看到与沃尔夫-拉叶星相匹配的光谱。随着我们发现超新星越来越多,一些天文学家开始怀疑沃尔夫-拉叶星是否会安静地死亡。他们的想法是:它们会剥离足够多的外层,剩下的核心最终会直接坍缩成一个黑洞,不需要大爆炸。巨大的恒星将悄无声息地死掉。

这项最新的研究表明,至少有一些沃尔夫-拉叶星确实变成了超新星。该团队研究了一颗名为SN 2019hgp的超新星的光谱,这颗超新星是由兹威基瞬变设施(ZTF)发现的。这颗超新星的光谱有明亮的发射光,表明存在碳、氧和氖,但不存在氢和氦。当研究小组更仔细地观察数据时,他们发现这些特定的发射线不是由超新星的元素直接造成的。相反,它们是以超过1500千米/秒的速度向外扩张的星云的一部分。



来自SN 2019hgp的光谱

换句话说,在超新星爆发之前,前恒星被一个富含碳、氮和氖的星云所包围,而缺乏较轻的氢和氦元素。星云的膨胀一定是由强烈的恒星风驱使的,这与沃尔夫-拉叶星的结构非常吻合。因此,SN 2019hgp似乎是沃尔夫-拉叶超新星的第一个例子。从那时起,类似的超新星也被探测到。

由于这颗超新星是通过周围星云的光谱确定的,所以目前还不清楚这次爆炸是一个简单的超新星,还是一个更复杂的混合过程,即恒星的上层爆炸而核心直接坍缩成一个黑洞,需要更多的观察才能确定细节。但可以确定的是,至少有一些沃尔夫-拉叶星不会静静地消失在黑夜中。


原文:

https://www.universetoday.com/154116/a-new-kind-of-supernova-has-been-discovered/

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