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根據一項新的研究,2007年天空中出現的一次明亮閃光似乎符合一種不尋常但長期預測的超新星型別的特徵。所謂的對不穩定性超新星,是指質量超過太陽140倍的恆星坍縮並引發熱核爆炸,理論上已經被預測多年,但實際觀測到一顆需要找到這些存在於宇宙早期但現在稀有得多的巨大恆星。
以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的天體物理學家Avishay Gal-Yam及其同事在12月3日出版的《自然》雜誌上報告,2007年4月一項超新星巡天探測到的爆發可能起源於一顆質量約為太陽200倍的恆星。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)如此巨大的恆星透過依賴於來自核心的光子的平衡向外壓力來阻止引力坍縮。
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然而,如果光子變得能量太高以至於釋放出電子對及其反物質對應物正電子,平衡就會喪失。 這種粒子產生會減少光子施加的向外壓力,引力坍縮勝出,導致快速收縮和隨後的核爆炸。
透過追蹤2007年超新星SN 2007bi在持續超過18個月的觀測活動中的緩慢衰退,Gal-Yam和他的同事們能夠確定光光譜中的元素,並推斷出驅動爆炸的祖恆星的型別。 研究作者得出結論,噴射出的物質被至少相當於三個太陽的放射性鎳照亮,這些鎳是在最初的爆炸中合成的。 大約一半的祖恆星質量包含在其核心中。 因此,作者寫道,隨著100個太陽質量核心的爆炸,“理論明確預測了對不穩定性超新星”。
至少在另一個案例中,研究人員曾表示“有充分理由懷疑”一顆超新星屬於對不穩定性型別,但對SN 2007bi的說法似乎更可靠。 在《自然》雜誌的隨附評論中,德國波恩大學的諾伯特·蘭格指出,Gal-Yam及其合著者“報告稱,SN 2007bi 提供了此類爆炸的第一個證據。” 德克薩斯大學奧斯汀分校的天文學教授Volker Bromm告訴天空與望遠鏡,“SN 2007bi 是對不穩定性超新星的第一個真正令人信服的案例。”
但對於所有對不穩定性專家來說,這個案例尚未最終確定。 加利福尼亞大學聖克魯茲分校的天體物理學家斯坦福·伍斯利告訴《天空與望遠鏡》:“我認為它有 50% 的可能性是對不穩定性超新星。” “這個案例必須非常嚴謹。 我還不確定是否是這樣,但考慮到作者的努力,我認為他們已經嘗試並通過了他們能想到的所有測試。”
對不穩定性超新星前身的藝術家構想:NASA/CXC/M. Weiss