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新型超新星获证实,解开上千年的恒星之谜

一个国际研究组通过数据分析证实了四十多年前科学家理论猜测存在的一种超新星,并认为中国天文史上记载的发生在公元1054年的一次超新星爆发很可能就是这种类型。那次爆发诞生了绚丽的蟹状星云(Crab Nebula)。

新型超新星获证实,解开上千年的恒星之谜电子俘获(electron capture)超新星2018zd(图中右侧的白点)以及它所在的NGC 2146星系(图中左侧的星系)。(NASA/STSCI/J. Depasquale; Las Cumbres Observatory)所谓超新星,就是一颗恒星以爆炸的方式终结寿命的过程。迄今为止科学家熟悉的超新星有两种类型,热核爆炸(thermonuclear)和铁芯坍塌(iron-core collapse)。热核超新星是双星系统内的一颗白矮星吸收了其伴星的物质后发生的爆炸。白矮星是质量在太阳8倍以下的恒星到了寿命的终点后所留下的高密度内核。铁芯坍塌超新星发生在较大的恒星上,比如质量是太阳10倍以上的恒星,燃料耗尽后,其铁芯坍塌,变成一个黑洞或是一颗中子星的过程所发生的爆炸。新发现的超新星介于这两种类型之间,名为电子俘获(electron capture)超新星。这类恒星比变成白矮星的恒星质量大一些,可以不断进行核聚变产生越来越重的元素,直到内核含有氧、氖和镁等元素;但是它的质量又不够大,无法继续启动下一级可以产生铁元素的核聚变反应,因此不会成为铁芯坍塌的超新星。新型超新星获证实,解开上千年的恒星之谜其实,恒星的引力一直要压垮恒星,是内部不断进行的各级核聚变反应让恒星的生命继续,或是内部的原子已经被压缩到一定程度无法再压缩而维持着恒星的生命。在某些情况下,由氧、氖和镁组成的恒星内核里面的电子被挤压到原子核之内,这个过程就称为电子俘获。失去电子的过程导致恒星内核在自身重力的作用下坍塌,形成电子俘获超新星。所以,这种电子俘获超新星的前体恒星质量是处在恰到好处的一个状态,才能产生这种类型的超新星。也就是说,恒星质量太小就无法导致内核坍塌;质量太大则能够延长其生命,到后期以其它不同的方式结束生命。这种类型的超新星最早在1980年由日本东京大学的科学家提出,直到现在这份研究,第一次证实了它的存在。该研究组发现的这颗新型超新星由前体恒星SN 2018zd爆发而成,距离地球仅3100万光年,位于星系NGC 2146。新型超新星获证实,解开上千年的恒星之谜有了这项发现,研究人员认为在中国和日本历史上都记载过的一颗超新星爆发,应该就是这种电子俘获类型的超新星。1054年一颗超新星(代号SN 1054)在白天连续23天可见,在夜晚持续近两年的时间里都可见。科学家以前猜测这颗超新星很可能就是电子俘获超新星。由于这份研究发现的SN 2018zd距离地球不远,研究人员了解到不少这种超新星爆发的细节,从而更有信心认为SN 1054就是电子俘获超新星。这份研究6月28日发表于《自然·天文学》(Nature Astronomy)期刊。

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