这可能是一种全新的超新星

双星合并可能导致恒星爆炸死亡。
An illustration of a blue, circular star with space matter circling around it in an accretion disk, plus beams of light shooting vertically out of the star.
在其巨大的伴星核心处有一个致密天体(黑洞或中子星)。快速吸积到致密天体上导致它形成吸积盘并以接近光速发射出一对喷流。这些喷流穿过了恒星,这颗恒星由于释放出巨大的能量即将爆发成超新星。Chuck Carter

一项新研究的作者认为,他们可能探测到了一种罕见的超新星,这种超新星是由一颗恒星与黑洞或中子星合并引发的。这种特定的超新星很独特,因为两个天体的合并可能导致了它的过早死亡——这是一种曾被理论化但从未被实际观测到的现象。

这颗超新星发出异常强烈的无线电信号,研究人员以此为证据,认为这颗恒星在爆炸前将部分质量抛射到周围空间,这很可能是由两个天体的合并引起的。随后,在它戏剧性终结的过程中,恒星的残骸与这些漂浮的星尘碰撞,产生了无线电波。

加州大学伯克利分校的天体物理学家大卫·瓦尔塔尼扬(David Vartanyan)表示:“通常,当恒星内部的条件发生变化,耗尽了‘维持核心免受引力坍缩的压力支撑’时,恒星就会爆发成超新星。”他没有参与这项研究。 

恒星主要通过将氢聚变成氦来产生能量。但当氢耗尽时,它们就开始聚变氦,并逐渐生成越来越重的元素。当大质量恒星耗尽可用于燃料的元素时,它们的核心会向内坍缩,然后以称为超新星的大规模爆发形式爆炸,留下一个超致密天体——中子星或黑洞。

[相关:天文学家刚刚证实了一种新型超新星]

瓦尔塔尼扬说:“大质量恒星在开始聚变铁后不久就会发生新星爆发,因为铁不会为恒星提供能量。但对于小质量恒星来说,这种情况可能发生在它们燃烧‘氧、镁或氖等较轻元素’时。”

当恒星爆炸时,它们会在许多不同波长的光中释放出巨大的能量。来自台湾大学天文及天体物理研究所(Academia Sinica in Taipei, Taiwan)的天体物理学家,研究超新星的肯·陈(Ken Chen)表示:“超新星爆发时,一颗爆炸的恒星会比 100 亿颗恒星还要亮——这太惊人了。”他也未参与此项研究。

这项发表在《科学》(*Science*)杂志上的研究,探索了该团队从甚大阵列巡天(Very Large Array Sky Survey)目录中获得的无线电信号。瓦尔塔尼扬说,该信号似乎显示了一个包含一颗恒星的二元系统的超新星,这颗恒星在爆炸前仅几百年就抛射出了一团质量,这在恒星的生命周期中是非常短的时间。因此,“这个狭窄的窗口”才“使这个天体如此独特”。他认为,在爆炸前不久发生的抛射表明可能发生了合并。 

该团队还通过同一区域天空出现的存档 X 射线信号证实了他们的发现。该信号是由国际空间站上一个名为“全天 X 射线监视器”(MAXI)的仪器记录的。

瓦尔塔尼扬说,这为那里确实发生了超新星爆发提供了令人信服的证据,但合并如何加速超新星过程的关键问题仍然充满不确定性。

他认为合并可能触发了这颗恒星的核心坍缩,但他更倾向于另一种可能的解释,作者在论文中也承认了这一点:二元质量相互作用,即恒星之间的质量交换。

[相关:一位业余天文学家意外拍下了恒星诞生超新星的照片——而且不止这些]

当两个恒星天体相互绕转(称为双星系统)时,一个天体的质量可能会被另一个天体吸引走——但有时并非所有质量都能到达另一个恒星。如果这种情况发生在这次特定的超新星中,那么在爆炸前不久抛射出的质量可能仅仅是巧合。即使不是合并引起的,漂浮的物质仍然会产生团队探测到的无线电信号。瓦尔塔尼扬说,当然,也可能质量转移本身就破坏了恒星的核心并触发了超新星。

陈也不完全确信合并是导致漂浮物质和由此产生的奇怪无线电信号的原因。但他认为这项发现本身非常精彩,因为它非常独特。 

陈解释说,即使这次超新星不是由合并引起的,这项研究也可以激发其他关于合并的有趣探究。随着引力波天文学的蓬勃发展,研究这些天体合并变得越来越重要;中子星和黑洞的合并是引力波的最大来源。 

陈说,超新星可能是垂死的恒星,但它们的残骸会被新一代的恒星吸收,并创造出生命所需的许多元素,包括构成地球和月球的元素。超新星不仅“毁灭,也创造”。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Leto Sapunar Avatar

Leto Sapunar

特约撰稿人,科学

Leto Sapunar是一名自由撰稿的科学记者,自2020年起报道物理学、太空、气候和科学问责。他自2021年初以来一直在为《流行科学》撰稿,他的作品还刊登在《科学美国人》、《内幕气候新闻》和Retraction Watch等出版物上。工作之余,他会写科幻小说或进行攀登运动。


© .