奇怪的死亡恆星可能是微型超新星的殘餘

對白矮星 LP 40-365 的研究可能會揭示有關神秘恆星爆炸的新細節

天狼星 B(左下方)是巨星天狼星的伴星,也是“白矮星”的典型例子,白矮星是類太陽恆星死亡後留下的恆星餘燼。天文學家研究了另一顆更遙遠的白矮星 LP 40-365 的成分和運動,發現它可能來自另一種過程,一種被稱為“微型超新星”的鮮為人知的恆星爆炸。

一項新的研究發現,一顆奇怪的死亡恆星可能是一顆微型超新星的殘餘。

研究人員表示,這顆奇異恆星的特性可能有助於闡明創造它的不尋常超新星是如何形成的。

科學家研究了白矮星,它們是超緻密的,地球大小的死星核心,是在恆星耗盡燃料並脫落外層後留下的。[如何區分恆星型別(資訊圖)]


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“這些天體非常暗淡——比普通恆星暗淡得多——但在我們銀河系的角落裡卻有很多,”研究的主要作者,捷克共和國翁德熱約夫捷克科學院天文研究所的天體物理學家 Stephane Vennes 說。

大多數恆星最終會變成白矮星。事實上,“我們自己的太陽也會以一顆不起眼的白矮星結束其一生,” Vennes 告訴 Space.com。

Vennes 和他的同事專注於一顆名為 LP 40-365 的不尋常的白矮星,它距離地球約 1,000 光年。這個天體的質量約為太陽質量的 14%,直徑約為太陽直徑的 8%。不尋常的是,它以大約 123 萬英里/小時(198 萬公里/小時)的速度在太空中飛馳。

“很明顯,這不是一顆普通的恆星,”Vennes 說。“它的速度非常快,以至於它正在永久離開銀河系。”

為了更多地瞭解這顆白矮星,研究人員在兩年內使用亞利桑那州的基特峰國家天文臺、西班牙加那利群島的威廉·赫歇爾望遠鏡、亞利桑那州的希爾特納望遠鏡和夏威夷的雙子座北望遠鏡對其進行了觀測。

Vennes 的小組發現,這顆白矮星不僅速度快,而且成分也很奇怪。與許多白矮星不同,LP 40-365 的大氣層中沒有任何氫和氦的痕跡,氫和氦是宇宙中兩種最常見的元素。相反,其可見大氣層幾乎完全由氧氣和氖氣組成,並摻雜了少量的鈉和鎂。

“不尋常的白矮星 LP 40-365 與其他任何白矮星都不同,”Vennes 說。

現在,Vennes 和他的同事認為,這顆奇異白矮星的起源可能在於本質上是微型超新星的爆炸。

超新星是科學家已知的最強大的恆星爆炸;它們在整個宇宙邊緣都是可見的。在兩種主要的超新星型別中,Ia 型超新星發生在白矮星從一顆伴星吸取過多燃料後完全被摧毀之後。相比之下,II 型超新星發生在質量約為太陽 10 到 100 倍的恆星核心耗盡燃料並在瞬間坍縮成一個非常緻密的團塊,向外爆發出明亮輻射之後。

大約 15 年前,科學家們開始注意到一些超新星似乎與普通的 Ia 型超新星相似,但明顯較暗。其中一些所謂的Iax 型超新星的峰值亮度僅為 Ia 型超新星的 1%。

先前的研究表明,當白矮星從一顆供體星積累燃料時,可能會發生 Iax 型爆發,但白矮星的核心在超新星期間未能完全燃燒。結果,一塊巨大的彈片被踢入太空——“一顆超高速恆星”,Vennes 說。

研究人員表示,LP 40-365 正是人們期望從 Iax 型超新星中留下的殘餘物。根據白矮星的大小和當前溫度,他們估計爆炸發生在 500 萬到 5000 萬年前。根據它的速度和軌跡,它可能在約 50 萬年前最接近太陽,距離地球約 300 光年,研究人員說。

根據 Vennes 的說法,新的發現可能會揭示為什麼會發生 Iax 型超新星。LP 40-365 的大氣成分支援這樣一種模型,即這種爆炸背後的白矮星具有富含氧氣和氖的地幔層,這會影響死星燃燒的方式,導致延遲爆炸,從而“留下少量的未燃燒的核心物質”,Vennes 說。

科學家們預計,未來會發現更多 Iax 型超新星的高速殘餘物。“我們認為這個天體只是許多尚未被發現的天體中的第一個,”Vennes 說。“歐洲航天局的蓋亞任務應該會提供大量此類候選天體。”

科學家們在 8 月 18 日出版的《科學》雜誌上詳細介紹了他們的發現

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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