超新星 “最美是你”超新星源自白矮星


超新星 “最美是你”超新星源自白矮星
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超新星 “最美是你”超新星源自白矮星

天文学家第一次发现一个含有Ia类超新星的双星系 , 从爆炸恒星周围的一颗伴星发出了闪光 , 天文学家第一次见证了爆炸恒星对邻居恒星的影响 , 新的发现以最好的证据证实了在双星系中含有Ia类的超新星 , 从而揭示了某些白矮星死亡时的惨烈景象 , 也加深了人们对宇宙大膨胀过程的认识 。 天文学家一直以来将Ia类超新星看成是一种追溯宇宙大膨胀历史轨迹的有效工具 , 这类恒星的爆炸事件对人们寻找宇宙暗能量提供了线索 , 而宇宙加速膨胀和暗能量的推动作用已经成为今日宇宙科学最大的未解问题之一 。
Ia类超新星怎样形成?天文学家一直存有很大的争议 , 德克萨斯大学奥斯丁分校的毫伊·马里昂解释说 , Ia类超新星可能起源于双星系中的白矮星 , 有一类双星系由白矮星和它的伴恒星组成 , 有关Ia类超新星如何形成的理论兴起于50多年之前 , 但相关的观测证实在天文学上还是一片空白 , 过去的天文观测还没有发现一个含有Ia类超新星的双星系 。 天文学家设想了一些不同的物理模型 , 而争论的焦点是伴星的属性 , 双星系中的伴星是一颗普通的恒星 , 还是一颗白矮星?德克萨斯大学奥斯丁分校的天文团队成员、天文学教授克雷格·惠勒解释说 , 在双星系中发现了Ia类超新星和周围的一颗恒星 , 它们组成了相依相随的双星系 , 这在天文史上还是第一次 。
恒星和一颗被烧毁的恒星或白矮星组成了双星系 , 现有的双星系起源的理论确信 , 白矮星只有获得更多的物质才能发生自身解体的大爆炸 , 白矮星新增的物质来源于它的伴星 , 从一颗伴星剥离的物质流入到白矮星 , 当质量增加到“临界质量”时 , 白矮星的热度和密度达到了阀值 , “点燃”了内部碳和氧元素的热核反应 , 从中释放了巨大的内部能量 , 白矮星在大爆炸过程中最终形成了一颗Ia类超新星 。
【超新星|“最美是你”超新星源自白矮星】
长期以来 , 在天文学界占主导地位的一种理论认为 , 伴星其实是一颗古老的红巨星 , 当恒星演变成一颗红巨星时 , 它的体积发生了巨大的膨胀 , 伴星失去的物质被白矮星捕获 。 但最近的观测成果事实上排除了上述解释 , 一直没有发现这类红巨星 , 而一些新的观测结果显示 , 伴随的恒星依然在它的中心区燃烧氢燃料 , 这颗伴恒星仍然处于生命周期中旺盛生命力的阶段 。
天文团队的成员、哈佛—斯密森尼天体物理中心的罗伯特·P·科什那解释说 , 一颗白矮星在一颗普通恒星的周围发生了爆炸 , 人们可以看见从加热的伴星中发出了蓝光的闪耀 , 理论预测和他们的观测结果保持了一致性 。 2012年5月17日 , 通过利克天文台的超新星搜索仪发现了超新星2012cg , 它位于5000万光年远的处女座 。 天文团队在发现它的第二天就开始使用了哈佛—斯密森尼天体物理中心的望远镜 , 开展了详细的观测和研究 。 获得非常早期的观测结果对天文学家非常重要 , 与伴星的相互作用发生在超新星爆炸之前的不久 。
天文团队对超新星的亮度持续观测了数周时间 , 通过使用许多不同的望远镜 , 其中包括弗雷德劳伦斯·惠普天文台1.2米直径望远镜、斯威夫特伽玛射线太空望远镜、麦克唐纳天文台霍比·艾伯利望远镜等 。 惠勒解释说 , 国际化合作的研究方式取得了成效 , 智利、匈牙利 , 丹麦和日本的科学机构和美国10所大学的天文学家项目的共参与了共同研究 。
天文团队发现了双星系闪光特征的数据 , 这些闪光由双星系的一颗伴星发出 , 他们发现从超新星暴闪射出了过量的蓝光 , 这与学界广泛认可的理论模型预测保持了一致 , 而加州大学伯克利分校的天文学家丹·卡森最早开发了这一模型 , 根据模型的预测 , 人们可以期待从双星系中的一颗恒星发生了爆炸 , 从中产生了过量的蓝光 。 超新星在一颗伴随的恒星周围发生爆炸 , 超新星暴的威力影响了它的伴星 , 周围的伴恒星受到了冲击 , 产生了发热发光的现象 , 过量蓝光实际上发自于周围的伴恒星 , 被加热的伴星发出了过量蓝光 。
结合观测结果和理论模型 , 天文学家推算 , 双星系中的伴恒星至少达到了6个太阳质量 。 观测数据支持了天文团队的解释 , 在这之前 , 还没有一个具体的观测结果证明了伴星的尺寸 , 仅得到双星系的图像还不够 。 只有少数其它的Ia类超新星受到了相似于超新星2012cg的早期观测 , 之前的观测没有显示过量蓝光的特征 。 天文团队准备观测和研究100个在这一类双星系发生的超新星暴事件 , 从统计物理学的角度分析这类事件的真实含义 。 《天体物理杂志》发表了马里昂天文团队的观测成果 。

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