恒星的最后时刻——超新星爆炸

作者: 张居甲

来源: 中国科学院云南天文台

发布日期: 2023-12-12 07:30:43

中国科学院云南天文台研究揭示了大质量恒星死亡前剧烈物质抛射过程,通过超新星爆炸探索大质量恒星晚期演化的物理过程,为理解大质量恒星演化提供独特的超新星视角。

最近,中国科学院云南天文台研究揭示了大质量恒星死亡前剧烈物质抛射过程,为探讨大质量恒星演化提供独特的超新星视角。先民们仰望星空时便发现天上恒星的相对位置非常稳定,在人类一生的时间尺度上察觉不出丝毫变化。这些似乎亘古不变的恒星在死亡时,很多会以超新星爆炸的方式璀璨地结束它们壮丽的一生。根据爆炸性质的不同,超新星可以分为热核燃烧型和引力坍缩型。

这些爆炸给我们带来了遥远宇宙的信息,是人类认识客观世界的重要手段。II型超新星是由恒星引力塌缩导致的爆炸产生的。发生这类爆炸的恒星的质量通常是太阳质量的10到20倍。为了通过II型超新星爆炸探索大质量恒星晚期演化的物理过程,有必要捕捉超新星爆炸的第一缕光,即由冲击波撞击周围物质产生的闪现光谱。

旋涡星系M 101中爆发的超新星SN 2023ixf为探索这个问题提供了难得的机会,这颗超新星距离地球只有2000多万光年。中国科学院云南天文台等超新星团队利用爆炸后1-5天内频繁拍摄的闪现光谱,对这颗超新星周围物质的性质进行精确推演。该研究工作刊登在学术期刊《科学通报》上,也为构建大质量恒星完整演化图景提供了关键板块。通过观测,研究人员计算出了这颗恒星在发生爆炸前2-3年内飞快地失去它的物质。

结合爆炸前20年的图像,研究人员发现该超新星前身星的物质损失速率猛然增大了数十到数百倍。得益于丽江2.4米望远镜和兴隆2.16米望远镜快速响应机制,这一研究在观测上取得了时间分辨率和光谱分辨率的双重优势,能够更严格地限制星风速度和物质损失速率等关键参数,从而更准确地刻画超新星周围物质的结构、推演前身星演化轨迹、还原恒星死亡前的剧烈物质损失过程,为理解大质量恒星演化提供独特的超新星视角。

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