天文学家找寻热核爆炸型(Ia)超新星起源

http://news.ccidnet.com/art/1032/20110915/2747491_1.html

很早之前天文学家就已经认识到，名为Ia型的那部分超新星要涉及双星系统，其中至少有一个白矮星。当白矮星积累了足够的物质，超过1.4倍太阳质量（钱德拉塞卡极限）之后，它就会在猛烈的爆发中自我毁灭，爆发的亮度一时可以盖过宿主星系。

但是伴星的身份仍是个谜。它们到底是太阳这样的普通（主序）恒星？还是说他们是白矮星，彼此螺旋靠近直到碰撞？

现在一支由以色列魏茨曼科学研究所的阿萨夫-斯腾伯格（Assaf Sternberg）与阿维沙·盖尔—亚姆（Avishay Gal-Yam）领导的小组得出结论说，这一过程必然要涉及主序星，至少是在部分时间内。



这张照片由NASA的钱德拉X射线天文台拍摄，展示了一个名为SNR 0104的超新星遗迹。该遗迹位于小麦哲伦云中，这是银河系附近的一个小型星系。天文学家认为，SNR 0104是一次Ia型超新星爆发的残余。

他们分析道，如果白矮星的伴星是普通恒星或者巨星，在白矮星爆发之前，周围的星际空间将充斥着源于恒星的气体流。当超新星爆发的时候，强烈的光辐射与能量脉冲将穿过先前流出的气体，产生泄露秘密的特征光谱。

观测者使用凯克望远镜与麦哲伦望远镜的光谱仪研究了邻近旋涡星系中的46个超新星光谱。在这些超新星中，有35个属于Ia型，其他11个属于II型（涉及单一大质量恒星的爆发）。他们扫描了光谱，搜索钠元素的踪迹，这种元素拥有强烈的谱线，通常可以在星际介质中发现。他们还寻找了蓝移过的钠线，这表明气体正从该系统朝地球涌来。他们发现，他们的超新星样本确实表现出了朝观测者飞奔而来的物质迹象。

所有这些证据都说明，双星系统应由白矮星与普通恒星组成。如果被测超新星是起源于双白矮星并合的，恒星吹走的气体很早之前就应该消散了，天文学家不应该观测到它们。而II型超新星并不会产生这类光谱特征。斯腾伯格说：“在II型超新星中你应该可以看到蓝移过的钠线，但是它与Ia型超新星爆发应该具有不同的特征。”



这张图片展现了Ia型超新星的演化

这些发现是不是仅仅是幸运抽奖的产物呢？小组研究了蓝移的其他可能成因：超新星宿主星系中随机运动的气体云、向外吹动的星系风，还有短寿命大质量恒星吹出的气体。但是天文学家确定出，将他们观测到的东西解释为巧合只有2%的可能性。

不过天文学家的结论并非无懈可击。哈佛—史密松天体物理中心的超新星专家罗伯特-柯什纳（Robert Kirshner）说：“我猜测这些结果也与零结果打了擦边球。这并不是观测者的失误，他们的结果很可靠。基本上说，他们需要建立统计样本，对于预期看到这一效应的Ia型超新星以及预期没有该效应的其他辐射源（如II型超新星）都需要。”




(责任编辑：GH)