我国主导科研揭开第谷超新星的起源之谜

游客投稿 科学探索 2023-06-23 16:13

首先,该项目由中国主导,通过对其膨胀的分子气泡的研究,确定了超新星的起源。还有,最后的三维图简单明了,很酷。

由南京大学学者领导的一个国际科学家小组确定了著名的第谷超新星(Ia型)的起源。该团队观察到第谷超新星周围不断膨胀的分子气泡,这为研究超新星的神秘起源提供了关键线索。这也是科学家首次清晰地探测到Ia型超新星的前身星吹出的膨胀气泡。

Ia型超新星是一种光度变化和谱线特征相似的超新星。天文学家把这种峰值亮度稳定的明亮超新星称为& ldquo标准烛光或者& ldquo距离尺& rdquo多年来,它们一直被用于计算遥远星系的距离,从而测量宇宙的大小和其他宇宙学参数。对Ia型超新星的观测使科学家们能够证明宇宙的加速膨胀。

在我们的银河系中,第谷超新星是研究最广泛的Ia型超新星,它为我们研究Ia型超新星的起源提供了一个理想的模型。它是以16世纪丹麦著名天文学家第谷&布尔的名字命名的。布拉,为了纪念第谷对这次超新星事件的详细记录。这颗爆发于1572年的超新星也被称为& ldquoSN 1572 & rdquo,在中国明代也有明确的记载。正如鲁所言,这种光明& ldquo客串明星& rdquo白天可以看到。中国的记录其实比第谷的发现早了三天,他又多观察了两个月。经过400多年的演化,这颗距离我们8000光年的历史超新星的遗迹直径已经达到了20光年。

天文学家终于揭开第谷超新星的起源之谜

图一。分子云泡中的第谷超新星遗迹。灰色:IRAM 30米望远镜观测到的一氧化碳分子气体;颜色:钱德拉X射线望远镜观测到的X射线辐射(图片来源:NASA/CXC/罗格斯/j . Warren & amp;J.Hughes等人);。

在对第谷超新星遗迹进行了数十年的多波段观测后,天文学家对这颗著名超新星以及整个Ia型超新星的起源仍有诸多争议。目前有两种主流观点:一种认为其前身星应该是一颗从邻近伴星吸收物质的白矮星,即一个退化系统。当这颗白矮星的质量增加到临界质量时,就会发生灾难性的超新星爆炸。另一种观点认为,Ia型超新星来自两颗相互环绕的白矮星的合并。

天文学家终于揭开第谷超新星的起源之谜

Ia型超新星的一种爆炸机制:白矮星从伴星吸收气体,当达到临界质量时,会发生剧烈的核爆,导致超新星爆炸。

天文学家终于揭开第谷超新星的起源之谜

Ia型超新星的另一种爆炸机制:它来自于两颗互相绕轨道运行的白矮星的合并。

这支由中国、英国和加拿大天文学家组成的团队解开了第谷超新星起源之谜,证实了这颗著名的超新星来自一个退化系统。这一发现来自他们2013年在西班牙毫米波射电天文学研究所(IRAM)30米直径射电望远镜上的观测,这一成果于今年7月20日发表在美国《天体物理学杂志》上。

& ldquo如果第谷超新星是在一个单一的退化系统(由一颗白矮星和一颗恒星组成)中形成的,那么我们可能有机会看到废墟周围的星风泡,它是由白矮星吸积伴星物质过程中产生的强烈星风扫过的。& rdquo这项发现的第一作者周平博士提到& ldquo我们的特殊观测确实在第谷周围发现了这样一个膨胀的分子气泡。& rdquo

& ldquo这一发现证实了这颗恒星的前身是一个简并系统,因为双白矮星系统不可能产生强大的星风吹出这样的气泡& rdquo南京大学的陈阳教授评论说,他是这项发现的合作者。要吹出如此巨大的气泡,前方星风的速度必须超过每秒几百公里。现在,我们看到第谷超新星遗迹的高速冲击波正在从内部扫过分子气体泡壳。

天文学家终于揭开第谷超新星的起源之谜

第谷超新星遗迹周围分子云泡的三维图(空间位置和速度维度;

第谷超新星遗迹与其周围的致密分子气体发生碰撞,对于天文学家来说是一个非常意外的现象,因为一般认为Ia型超新星周围的星际介质密度应该很低。事实上,第谷遗迹可能是目前银河系中唯一已知的与分子云相互作用的Ia型超新星遗迹。也许银河系和其他星系中还有更多吸积风产生的分子气泡等着我们去探索。