科學家發現第三種超新星:或能解開蟹狀星雲起源
來源:cnBeta.COM
發布時間:2021-08-13
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  據外媒報道,一個(ge) 國際天文學家小組觀測到第一種新型超新星。這一發現證實了40年前的一個(ge) 預測,這可能會(hui) 對恒星的生與(yu) 死產(chan) 生新的認識 。這項研究於(yu) 2021年6月28日發表在《Nature Astronomy》上。

  加州大學戴維斯分校物理和天文學教授Stefano Valenti是發現和描述超新星2018zd的團隊成員,他指出:“天文學中的一個(ge) 主要問題是比較恒星是如何演變和消亡的。由於(yu) 還存在許多環節缺失,所以這非常令人興(xing) 奮。”

  目前已知的超新星有兩(liang) 種。當一顆質量是太陽10倍以上的大質量恒星耗盡燃料,其核心坍縮成黑洞或中子星時就會(hui) 出現核心坍縮超新星。白矮星則是質量達到太陽質量8倍的恒星的殘骸,當它爆炸時會(hui) 產(chan) 生熱核超新星。

  1980年,東(dong) 京大學的Ken'ichi Nomoto預測了第三種超新星,稱為(wei) 電子捕獲超新星。

  使大多數恒星在自身引力下免於(yu) 坍塌的是它們(men) 中心核心產(chan) 生的能量。在一個(ge) 捕捉電子超新星中,當內(nei) 核耗盡燃料時,重力會(hui) 迫使內(nei) 核中的電子進入它們(men) 的原子核進而導致恒星向內(nei) 部坍縮。

  晚期光譜的證據

  超新星2018zd是在2018年3月被發現的--約在爆炸後3小時。哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡的檔案圖像顯示,一個(ge) 模糊的天體(ti) 可能是爆炸前的恒星。這顆超新星離地球相對較近,在NGC2146星係中距離約3100萬(wan) 光年。

  這個(ge) 研究小組由Daichi Hiramatsu領導,他是加州大學聖巴巴拉分校和拉斯坎布雷斯天文台的研究生,在接下來的兩(liang) 年裏其收集了關(guan) 於(yu) 這顆超新星的數據。來自加州大學戴維斯分校的天文學家們(men) 在爆炸兩(liang) 年後對這顆超新星進行了光譜分析,這是證明2018zd是一顆電子捕獲超新星的證據之一。

  研究人員Azalee Bostoem表示:“我們(men) 有一個(ge) 非常精致、非常完整的數據集,它記錄了(電子捕獲超新星的)興(xing) 起和衰落。”Yize Dong則補充稱,數據包括來夏威夷凱克天文台10米望遠鏡收集到的非常晚期的數據。

  理論預測,電子捕獲超新星在數年後會(hui) 顯示出不尋常的恒星化學光譜。

  Valenti指出:“我們(men) 觀察到的Keck光譜清楚地證明,SN 2018zd是我們(men) 認為(wei) 的最佳電子捕獲超新星。”

  最近的光譜數據並不是拚圖的唯一部分。該團隊還瀏覽了所有發表的超新星數據,他們(men) 發現雖然一些超新星擁有一些預測電子捕獲超新星的指標,但隻有SN 2018zd擁有所有六種指標:一個(ge) 超漸近巨星支(SAGB)類型的表觀祖星、強超新星前質量損失、不尋常的恒星化學光譜、弱爆炸、小放射性、一個(ge) 富含中子的核。

  “我們(men) 一開始問‘這個(ge) 怪人是什麽(me) ?’然後我們(men) 研究了SN 2018zd的每個(ge) 方麵,並意識到所有這些都可以在電子捕獲場景中得到解釋,”Hiramatsu說道。

  解釋蟹狀星雲(yun) 起源

  這些新發現還揭示了過去最著名的超新星的一些奧秘。公元1054年,銀河係發生了一顆超新星。根據中國的記錄,它非常明亮,白天可以看到它23天,晚上可以看到它將近兩(liang) 年。由此產(chan) 生的遺跡--蟹狀星雲(yun) --已經被詳細研究過了。它以前是電子捕獲超新星的最佳候選,但這並不確定,部分原因是爆炸發生在近1000年前。新結果增加了蟹狀星雲(yun) 形成事件是一個(ge) 電子捕獲超新星的信心。

  “我很高興(xing) 這個(ge) 電子捕獲超新星終於(yu) 被發現了,我的同事和我曾預測它的存在並認為(wei) 其跟40年前的蟹狀星雲(yun) 有關(guan) 。這是觀察和理論結合的一個(ge) 很好的例子,”Nomoto說道。


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