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一些白矮星的超新星爆炸由过量氦触发

2019-07-27 01:06:23 来源:工人日报

  

一些白矮星的超新星爆炸由过量氦触发

在已知发生在宇宙中的两种类型的超新星爆炸中,存在一个根本区别 - 涉及的恒星数量,可能是一个或两个。 当一颗恒星 - 特别是白矮星 - 来自二元系统爆炸时,它被称为Ia型超新星,被天文学家用来测量宇宙膨胀的速度。

尽管多年来我们已经了解了很多关于Ia型超新星的知识,但仍然有很多我们不知道,例如导致它们的确切机制。 例如,我们知道,二元系统中的一颗恒星 - 最终会爆炸的恒星 - 必须是富含碳氧的白矮星,主要恒星的残余星很像太阳。 我们也知道,当白矮星达到大约1.4太阳质量时(由此产生的闪光,比太阳亮约50亿倍),导致它成为超新星的核链反应发生了。

白矮星的质量增加是因为它从同伴那里吸积或偷取物质,这可能是从巨星到较小的白矮星的任何东西。 但直到现在,科学家们才制定了一个由观察证据支持的理论,以解释在吸积之后导致爆炸的可能机制之一。

一大群日本科学家假设“Ia型超新星可能是一颗白矮星从同伴恒星消耗氦气的结果。 根据卡夫利宇宙物理和数学研究所的 ,这颗恒星的额外氦气将引发剧烈的燃烧反应,从而引发恒星从内部爆炸成超新星。

在斯巴鲁望远镜上使用Hyper Suprime-Cam仪器,该团队在一个夜晚发现了100颗超新星,其中一颗是仅在一天前爆炸的Ia型。

“通过比较观测数据和我们计算的氦气燃烧会如何影响亮度和颜色随着时间的推移,我们发现理论和观察结果都很好。 这是第一次有人找到支持理论的确凿证据,“京都大学的Keichi Maeda是一篇关于这个问题的论文的共同作者之一。

东京大学在进一步解释了这一机制。 当伴星中的氦气积聚在白矮星的表面上时,会发生猛烈的爆炸性燃烧。 结果产生的冲击波向内移向恒星的核心,最终导致碳点燃,导致超新星。

Helium Supernova 上图显示了特殊类型Ia超新星MUSSES1604D与Subaru / Hyper Suprime-Cam(左和中)的前两天观测以及第一次观测后约一个月的双子座 - 北望远镜的后续观测(右) )。 下面板显示了MUSSES1604D的示意性光线曲线(绿色圆圈表示超新星在观察期间停留的阶段)。 照片:东京大学天文学研究所

“研究Ia型超新星非常重要,因为它们是研究人员用来衡量宇宙膨胀的有用工具。 更准确地了解他们的历史和行为将有助于所有研究人员获得更准确的结果,“该研究的共同主要作者和东京大学理学院教授Mamoru Doi教授在声明中说。

由于超新星发生在爆炸的白矮星到达特定质量时,随后的亮度是相同的,因此可以用作标准。 从地球可见的亮度可用于确定爆炸发生的距离,并将其用作太空中的参考点,使科学家能够计算宇宙膨胀的速度。 然而,超新星仅在大约每100年发生一次左右(它们出现在所有类型的星系中)这一事实使事件变得罕见。

虽然发现氦在超新星爆炸中的作用很重要,但它只讲述了故事的一部分。

“在这项研究中,我们发现超新星是白矮星和由氦制成的伴星之间相互作用的结果。 但是,我们是否知道这颗伴星是否也是白矮星或类似太阳的恒星? 不,我们不这样做,“Kavli的Ken'ichi Nomoto在声明中说。

名为“混合型Ia超新星与氦壳爆轰引发的早期闪光”的论文于周三在线发表在“自然”杂志上。 除了Doi之外,其主要作者是Ji-an Jiang,博士。 东京大学的候选人。


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(责任编辑:贾庇峭)
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