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【第三类超新星来了，六大指标来帮忙，揭秘蟹状星云诞生】
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电子捕获超新星的存在可以解释蟹状星云 。
（图片来源：NASA/STSCI/J.Depasquale；Las Cumbres天文台）
科学家们找到了这种难以捉摸的超新星存在的证据 ， 能够解释发生在1000年前的一次明亮的大爆炸以及蟹状星云的产生 。
超新星爆炸出现在一颗恒星的毁灭时 ， 足以照亮了星系内的全部恒星 ， 使它们在宇宙的另一端可见 。 数十年来 ， 科学家们总结了两种超新星爆炸的类型—铁核坍缩超新星、热核超新星 。 质量在10倍太阳之上的恒星 ， 在燃尽了核燃料时向内坍缩 ， 使得外层发生爆炸并留下了中子星或者黑洞 。 而小于8倍太阳质量的恒星不断燃烧 ， 留下了致密的灰核也就是白矮星 ， 这些残余物从伴星拉取燃料直至引发热核爆炸 。
一种新类型的超新星爆炸
图注：超渐近巨支恒星(左)和它由氧(O) ， 氖(Ne)和镁(Mg)组成的内核(右) 。 这些恒星的质量约为太阳的8-10倍 ， 可以发生所谓的电子捕获超新星爆炸 。(图片来源:S. Wilkinson; 拉斯维加斯山峰天文台)
8-10倍太阳质量的恒星在理论上会以一种新类型发生爆炸 。 电子捕获超新星处于其他两类超新星的边界上 ， 在其核心由氧、氖和镁组成时停止核聚变 ， 它们的质量不足以创造铁 ， 其内部的巨大压力促使氧-氖-镁核心中的一些电子被砸进它们的原子核中 ， 电子间存在排斥力 ， 移除后可以使恒星内压下降 ， 在其自身的重量下弯曲并崩溃 ， 恒星的核心随之坍缩 ， 引发了周围层的爆炸 ， 留下了一颗略大于太阳质量的中子星 。
1980年 ， 东京大学的天体物理学家野本健一和他的同事首次提出了这种“电子捕获”超新星的理论 。 在过去的几十年里 ， 科学家们对电子捕获超新星及前身星中该探究什么进行了预测 ， 但他们从未证实过一颗恒星会以这种方式爆炸 。
值得注意的是电子捕获超新星或许可以解决一个一千年谜题—在公元1054年发生了超新星爆炸 ， 中国和日本史书都有相关记录 ， 爆炸照亮了天空 ， 持续23天白昼可见 ， 两年夜晚可见 。 此前研究虽已将SN 1054定义为电子捕获超新星 ， 但奈何它发生在一千年前 ， 有着极大的不可知性 ， 但现在我们可以证实蟹状星云就从它的遗骸中诞生了 。
图注：令人叹为观止的蟹状星云
“超新星SN1054爆炸是一个壮观的场面 ， 是被全人类共同目睹的 ， 并将观测记录留给了一千年后的我们 。 ” 该研究的合著者、来自加州大学圣巴巴拉分校、拉斯康布雷斯天文台的天体物理学家安迪·豪厄尔说 。
现在 ， 2018年首次探测到的爆炸恒星可能是电子捕获超新星的第一个强有力的例子 。 “这对于我们理解恒星演化和超新星物理特性具有里程碑意义 ， 我们可以推测哪些恒星会发生爆炸而哪些不会 。 ” 该研究的主要作者、加州大学圣巴巴拉分校和拉斯康布雷斯天文台的天体物理学家平松大一告诉Space.com 。
令人难以捉摸的超新星被发现
图注：哈勃太空望远镜和地面望远镜合成的蟹状星云 ， 该星云是1054年发现的一颗明亮超新星的遗迹 。(图片来源:NASA ESA NRAO/AUI/NSF和G. Dubner(布宜诺斯艾利斯大学))
2018年3月日本的天文爱好者板垣公一在爆炸发生三小时后观测到了SN 2018zd 。 在这颗超新星被发现后不久 ， 研究的合著者、帕萨迪纳加州理工学院的高级研究科学家斯凯勒·范·戴克 ， 获得了哈勃望远镜拍摄的超新星图像 。 通过比较哈勃望远镜此前存档的该区域图像 ， 辨认出了该星的前身星处在离地球3100万光年的NGC 2146星系 。 识别了SN 2018zd的前身星身份有助于科学家们将这颗恒星和超新星爆炸 ， 与几十年来总结的电子捕获超新星模型做对比 。
“我非常激动电子捕获超新星终于被发现了 ， 我和我的同事们此前就预测了它的存在 ， ” 目前这项研究的合著者之一野本在声明中说 ， “这是观测与理论结合的最精彩的实例！”
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