超新星SNR 0509-67.5可能爆炸了兩次


超新星SNR 0509-67.5可能爆炸了兩次


這張照片是用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡(VLT)拍攝的,顯示了超新星遺跡SNR 0509-67.5 。這些是數百年前一顆恒星在兩次爆炸中膨脹的殘骸 , 這是恒星可以在兩次爆發中死亡的第一張照片證據 。這些數據是用VLT的多單元光譜探測器(MUSE)儀器捕獲的 。MUSE允許天文學家繪制不同化學元素的分布圖,以不同的顏色顯示 。鈣以藍色顯示,它排列在兩個同心的殼中 。這兩層表明,這顆現已死亡的恒星發生了雙重爆炸 。  致謝:ESO/P.Das等人 。背景恒星(哈勃):K.Noll等人 。
據《大眾科學》(勞拉·貝薩斯):有些明星已經為偉大做好了準備,以至于他們兩次爆炸 。一組天文學家首次發現了一顆恒星通過兩次爆炸達到其熾熱終點的直接視覺證據 。使用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(ESO的VLT)的團隊在一顆名為SNR 0509-67.5的超新星的數百年歷史遺跡中發現了這種雙重爆炸 。他們發現了一些模式,證實其恒星遭受了兩次爆炸 。7月2日發表在《自然天文學》雜志上的一項研究詳細介紹了這些發現,并為宇宙中一些最重要的爆炸提供了新的視角 。 
Ia型超新星是什么?
宇宙中的大多數超新星都是大質量恒星的爆炸性死亡 。一種重要的超新星來自一個不起眼的來源——白矮星 。這些天體是較大恒星(類似于我們的太陽)燃燒完所有核燃料后留下的小而不活躍的核心 。白矮星也能產生天文學家所說的Ia型超新星 。
澳大利亞新南威爾士大學堪培拉分校的研究合著者兼博士生Priyam Das說:“白矮星的爆炸在天文學中起著至關重要的作用 。” 。“然而,盡管它們很重要,但觸發它們爆炸的確切機制這一長期難題仍未得到解決 。”
我們對宇宙如何膨脹的認識很大程度上取決于對Ia型超新星的理解 。這些類型的超新星是地球鐵的主要來源,包括現在血液中泵送的鐵 。 
Ia型超新星通常始于一對恒星中的一顆白矮星 。如果另一顆恒星的軌道足夠近,矮星可以從它的伴侶那里竊取物質 。在Ia型超新星背后最成熟的理論中,白矮星從伴星那里奪取物質,直到達到臨界質量 。然后,是時候進行一次巨大的熾熱爆炸了 。然而 , 最近的研究暗示,一些Ia型超新星可能更好地解釋為在恒星達到這個臨界質量之前觸發的雙重爆炸 。
看到雙重麻煩
這項新研究中的超新星SNR 0509-67.5距離地球約160000光年,位于劍魚星座 。天文學家描述了他們用歐洲南方天文臺VLT的數據拍攝的一張新圖像,證明了這種關于雙重爆炸的預感是正確的 。一些Ia型超新星通過“雙爆”機制爆炸,而不僅僅是一種 。在這個新模型中 , 白矮星在自身周圍形成了一層被盜的氦 。氦是一種會變得不穩定并點燃的化學元素 。如果發生這種情況,最初的爆炸會產生一個沖擊波,圍繞白矮星并向內傳播 。這引發了恒星核心的第二次爆炸,最終形成了超新星 。
此前,還沒有明確的視覺證據表明白矮星正在經歷雙重爆炸 。天文學家預測,這一過程將在超新星仍然發光的殘骸中產生一種獨特的模式或指紋 。他們推測,這條線索在最初爆炸后很長一段時間內都是可見的,部分原因是這種超新星的殘骸會有兩個單獨的鈣殼 。  
天文學家現在在超新星的殘骸中發現了這種鈣指紋 。根據德國海德堡理論研究所的研究合著者和核天體物理學家Ivo Seitenzahl的說法,這些結果表明“白矮星在達到著名的錢德拉塞卡質量極限之前就可以爆炸,而且‘雙爆’機制確實發生在自然界中 。”
該團隊通過在ESO的VLT上使用多單元光譜探測器(MUSE)觀測超新星遺跡SNR 0509-67.5,檢測到了這些鈣層,如圖中藍色所示 。這些發現提供了強有力的證據,表明Ia型超新星可能在其母白矮星達到臨界質量之前發生 。

超新星SNR 0509-67.5可能爆炸了兩次


這張圖片顯示了超新星遺跡SNR 0509-67.5中鈣的分布 。這些數據是用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(VLT)的多單元光譜探測器(MUSE)儀器捕獲的 。重疊的曲線勾勒出兩個同心的鈣殼 , 這兩個鈣殼是在幾百年前恒星死亡時在兩次單獨的爆炸中噴出的 。致謝:ESO/P.Das等人 。
宇宙測量帶
Ia型超新星對天文學家來說也很重要,因為它們的行為方式非常一致,亮度可以預測——無論它們離得多遠 。這種一致性水平有助于天文學家測量太空中的距離 。在使用Ia型超新星作為宇宙卷尺時,天文學家發現了宇宙的加速膨脹 。這一突破性發現背后的團隊于2011年獲得了諾貝爾物理學獎 。研究這些超新星是如何爆炸的,將有助于我們理解為什么它們具有如此可預測和一致的亮度 。
達斯在描述超新星創造的“美麗的分層結構”時說:“這一雙重爆炸的有形證據不僅有助于解決一個長期存在的謎團,而且還提供了一個視覺奇觀 。” 。“揭示如此壯觀的宇宙爆炸的內部運作是非常有益的 。”