爆炸中消亡的恆星

一顆新的超新星為了解白矮星如何燃盡提供了線索

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當一顆恆星變成白矮星時——一顆古老、極其緻密的恆星,它曾經擁有與我們太陽相似的質量——它生命中充滿事件的部分就結束了。它釋放剩餘的熱量和光,持續數十億年,緩慢冷卻,直到不再發光。然而,有些白矮星並不滿足於這種結局。

如果一顆白矮星與一顆伴星存在於雙星系統中,它可以避免其命運,並在爆炸中消亡,而不是嗚咽。它透過引起一種稱為 Ia 型超新星的特定型別的恆星爆炸來實現這一點。Ia 型超新星始於白矮星從其伴星那裡吸取物質到自身上。它不斷生長,直到無法再變大。此時,它會內爆,然後反彈並以超新星的形式爆炸,其亮度足以蓋過整個星系。

白矮星從中竊取物質的伴星在這種戲劇性事件中起著至關重要的作用。然而,它的身份長期以來一直是個謎。理論模型表明,伴星可以是任何東西,從紅巨星到像太陽這樣的主序星,再到另一顆白矮星。


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天文學家已經能夠縮小去年年底發現的 Ia 型超新星的可能伴星範圍。加利福尼亞州帕薩迪納市的帕洛馬瞬態工廠 (PTF) 巡天專案所屬的一架望遠鏡在 8 月 24 日晚上 9 點前一分鐘發現了一個亮點。這顆名為 2011fe 超新星的新超新星為帕洛馬天文學家贏得了最早探測到 Ia 型超新星的紀錄:僅在其最初爆炸後 11 小時。

去年 12 月,研究人員在《自然》雜誌上發表了兩篇論文,分析了 2011fe 超新星的觀測結果。其中一篇論文的第一作者是勞倫斯·伯克利國家實驗室和 PTF 的彼得·紐金特,他發現伴星可能是一顆主序星。另一項工作由加州大學伯克利分校的李衛東 (Weidong Li) 牽頭,排除了紅巨星的可能性。

李利用夏威夷的凱克 II 望遠鏡的觀測結果,精確定位了超新星的位置,然後分析了超新星爆炸前哈勃太空望遠鏡的影像,以尋找有關其誕生的雙星系統的線索。

2011fe 超新星是多年來發現的距離最近的 Ia 型超新星,並且由於儀器裝置在那段時間裡取得了長足的進步,它將成為歷史上研究最多的超新星。這兩篇論文僅僅是開始。

 本文以“爆炸中消亡的恆星”為標題在印刷版上發表。

Kelly Oakes 擁有倫敦帝國學院的科學傳播碩士學位和物理學學位。她開設這個部落格是為了與其他人分享一些關於太空、天體物理學、粒子物理學等方面的精彩故事,部分原因也是為了自己探索這些故事。

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大眾科學雜誌第 306 卷第 3 期本文最初以“爆炸中消亡的恆星”為標題發表於 《大眾科學》雜誌 第 306 卷第 3 期 ()
doi:10.1038/scientificamerican032012-7oQMefHiKbo5I2753B7XXR
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