在最近一系列超新星首次發現中,科學家在《科學》雜誌上報道說,他們確定了一顆恆星,它在超新星中爆炸之前,在光譜的紫外線部分閃耀了幾個小時。研究人員認為,這一發現代表了即將到來的超新星最早的可見跡象,即當膨脹的內部衝擊波試圖掙脫恆星的束縛但尚未將其撕裂時,溫度會急劇上升。
II型超新星,或恆星爆炸,發生在質量至少是太陽八倍的恆星在其核心耗盡核燃料時。沒有核能來膨脹它,其巨大的引力會導致核心內爆,產生衝擊波,撕裂恆星的外層,最終將其炸開,釋放出大量的X射線。但研究人員認為,死亡的第一個跡象實際上是當膨脹的衝擊波在其前面發出熱輻射時,恆星表面的升溫。
“告訴你核心坍塌已經發生的第一批光子是這些紫外線光子,”英國牛津大學的天文學家凱文·肖溫斯基說,他是這項研究的負責人。“這真的是非常寶貴的資訊,因為當衝擊波撞擊恆星表面時,關於恆星本身的資訊就很少了,”他說,因為恆星本身已經被摧毀了。”
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。 透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的影響性故事的未來。
天文學家通常將超新星檢測為可見光的閃光,這是在實際爆炸發生幾天後,輻射冷卻下來時發生的。 為了進行更深入的探索,他們必須發揮創造力或幸運。今年3月,天文學家報告說,當望遠鏡恰好對準它的宿主星系以研究先前的超新星時,他們觀測到了來自超新星SN 2008D的X射線爆發。
在這項新研究中,肖溫斯基和他的同事將他們用可見光發現的超新星資料庫與美國宇航局的GALEX(星系演化探測器)衛星在2004年初拍攝的恆星紫外線測量結果進行了比較。他們發現了一次爆炸——稱為SNLS-04D2dc——其母星開始在紫外線下發光七個小時。他們估計,衝擊波在紫外線爆發四小時後到達了恆星表面。
肖溫斯基說,紫外線輝光的持續時間表明瞭恆星的大小。在這種情況下,它顯然是以一種被稱為紅超巨星的膨脹形式存在的。他說,來自衝擊波的熱輻射會迅速加熱恆星,使其顏色從紅色變為藍白色,最後變為紫外線。
那麼研究人員下週會回頭找到即將到來的超新星的更早跡象嗎?這是不太可能的。他們認為,核心坍塌確實會有兩個更早的訊號:一種是在核反應過程中產生的、被稱為中微子的幽靈粒子爆發,以及一種被稱為引力波的時空漣漪的咔嗒聲,但這兩者都很難檢測到。(事實上,引力波仍然讓天文學家難以捉摸,儘管正在進行實驗來尋找它們。)
太糟糕了,因為它們會揭示超新星的核心奧秘,肖溫斯基說:“能量如何從核心坍塌轉移到摧毀恆星?”他說,人們有一些想法,但“這兩者之間的步驟我們仍然完全不瞭解。”