天文观测证实第3种超新星存在:距地球3100万光年,符合6大预测特征

Evelyn Zhang

一个国际天文学家小组发现了第一个令人信服的证据,证明了一种新型的恒星爆炸:电子捕获超新星(electron capture supernova)。

两年来,该团队收集了关于2018年3月天文学家发现的超新星2018zd的详细数据。这颗超新星在3100万光年之外的星系NGC 2146爆炸。

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他们现在已经确认,这个遥远的1000年前的神秘爆炸,是一种罕见的、第三种超新星。它被认为是由巨大的超渐近巨支(SAGB)恒星的爆炸产生的。

“天文学中的一个主要问题,是比较恒星是如何演化和消亡的,”加州大学戴维斯分校的斯特凡诺·瓦伦蒂(Stefano Valenti)说,他是发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)杂志上的新论文的合著者。“仍有许多环节缺失,所以这非常令人兴奋。”

天文学家以前只观测到两种主要的超新星:当一颗被称为白矮星的低质量恒星的尸体从一个双星系统的伴星吸积物质,达到临界质量并爆炸时,就会发生热核超新星(thermonuclear supernova)。当一颗质量是太阳10倍以上的恒星耗尽其核燃料时,就会出现核心坍缩超新星(core-collapse supernova)。

1980年,东京大学(University of Tokyo)的天体物理学家野本健一(Ken 'ichi Nomoto)预测了第三种类型。Nomoto理论认为,一颗电子捕获超新星可能位于另外两种超新星之间的边界,发生在不足以产生铁的恒星中,当它们的核心由氧、氖和镁组成时,就会停止聚变。当这样的恒星耗尽燃料时,重力会挤压内核中的原子,迫使电子进入它们的原子核,导致恒星坍塌。

而最新由加州大学圣巴巴拉分校和拉斯坎布尔天文台的Daichi Hiramatsu领导的新研究发现,SN 2018zd显示了理论预测的六个关键指标,包括:高的爆炸前质量损失,不寻常的恒星化学成分,微弱的爆炸,很少的放射性和富含中子的核心。

该团队还检查了哈勃太空望远镜在爆炸前拍摄的档案图像,表明这颗恒星的前身就像一颗巨大的超渐近巨支(SAGB)恒星。

这种新型超新星的确认也可能会解开一个1000年之久的谜团:公元1054年,一颗超新星在我们的星系爆炸了。中国的天文学家记录到,它是如此明亮,以至于在白天可以看到三个星期,在夜晚可以看到将近两年——即使在今天,我们仍然可以看到它的蟹状星云。

许多天文学家怀疑,那次爆炸是一种电子捕获超新星,这一想法得到了目前最新研究的支持。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://cosmosmagazine.com/space/astrophysics/new-type-of-supernova-spotted/

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