新型超新星确认!

作者: 不二北斗

来源: https://www.news.ucsb.edu/2021/020338/goldilocks-supernova

发布日期: 2021-06-30

天文学家发现了首个令人信服的证据表明,宇宙中存在着一种新型的恒星爆炸——电子俘获超新星。这一发现为与电子俘获超新星相关的理论提供了首个证据,并可能帮助解码更多超新星的秘密。

超新星,是宇宙中最绚丽的“烟火”。在一项最新的研究中,天文学家发现了首个令人信服的证据表明,宇宙中存在着一种新型的恒星爆炸——电子俘获超新星。早在大约40年前,东京大学的Ken’ichi Nomoto等人就提出过关于电子俘获超新星的理论,但一直以来,天文学家都没有找到它们真实存在于宇宙中的例子。

超新星主要分为两种类型:热核和铁核坍缩。热核超新星是一颗白矮星在双星系统中获得了物质后发生的爆炸,这些白矮星是低质量恒星(约小于8倍太阳质量)在生命结束后遗留下来的致密残骸;铁核坍缩超新星是当大质量恒星(约大于10倍太阳质量)耗尽核燃料时,其铁核坍缩,形成黑洞或中子星时产生的。

电子俘获超新星介于这两种主要超新星之间。根据理论,它是由大质量的超渐近巨星支(SAGB)恒星爆炸产生。这些恒星的质量在8~10倍太阳质量之间,这样的质量不足以产生铁,当它们的核心由氧、氖和镁构成时,就会停止聚变。一旦耗尽燃料,引力就会挤压氧-氖-镁核心中的原子,迫使电子在一个被称为电子俘获的过程中进入原子核,导致恒星的核心在自身重量的作用下发生弯曲和坍缩,从而形成电子俘获超新星。

现在,一个国际研究团队用两年的时间,收集了超新星SN 2018zd的详细数据,并确认了这就是第三种超新星。他们将这一发现发表在《自然-天文》杂志上,为与电子俘获超新星相关的理论提供了首个证据。

新发现还揭示了一些其他超新星所隐藏的奥秘。公元1054年,中国天文学家记载了发生在银河系中的超新星爆发,它非常明亮,乃至天文学家在23天的白天都能看到它的存在;在夜晚,它更是闪耀了将近两年的时间。这就是超新星SN 1054,它的残骸最终形成了著名的蟹状星云。

作为电子俘获超新星理论的提出者之一,Nomoto为这一发现感到兴奋。他表示:“我很高兴这个电子俘获超新星终于被发现了,我的同事和我曾在40年前预测过它的存在,而且它与蟹状星云有关。我非常感谢为获得这些观测所付出的巨大努力。这是观测和理论结合的一个极佳例子。”

天文学家相信,这颗超新星还将帮助我们解码更多有关于超新星的秘密。并且在这个过程中,我们将获取更多与之有关的基本物理学信息,比如一些中子星是如何形成的,极端恒星是如何生存和死亡的,以及构成我们的元素是如何产生并散布在宇宙中的。

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