奇異超新星由磁場驅動 [影片]

三個動畫模擬了強磁化恆星如何產生奇異的恆星爆炸

加州理工學院的菲利普·莫斯塔和舍伍德·裡徹斯

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


並非所有的超新星爆炸都是一樣的。科學家們最近發現,恆星死亡呈現驚人的多樣性,其特徵比他們之前認為的要廣泛得多。例如,有些超新星是“優等生”,它們的爆炸亮度是普通爆炸的100倍;另一些則表現平平,幾乎沒有閃光就逐漸消失。 這種奇異的超新星“動物園”正變得越來越清晰,這要歸功於可以定期掃描整個天空的自動化望遠鏡巡天,與天文學家以前能夠研究的數量相比,它們發現了更多的恆星爆發。

加州大學伯克利分校的天文學家丹尼爾·卡森在《大眾科學》2016年6月刊的專題文章“恆星煙火”中詳細介紹了近期的一些奇特發現。為了給爆炸帶來視覺衝擊,他分享了一些他和同事建立的計算機模擬,用於模擬一類由快速旋轉、高度磁化的中子星(稱為磁星)產生的奇異超新星內部發生的情況。

 


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此動畫顯示了當快速旋轉、強磁化大質量恆星的核心坍縮形成中子星時產生的衝擊波。從新生中子星噴射出的高磁化等離子體漏斗將衝擊波陣面不對稱地向外擴散。不同溫度的氣體用不同的顏色表示——藍色對應最冷的氣體,綠色更熱,黃色和紅色是最熱的。

 

在此模擬中,研究人員展示了不同的過程如何驅動磁超新星的演化。藍色和紅色代表受氣體自身動力學強烈影響的物質,而黃色表示受磁場驅動的氣體。磁場的不穩定性導致這種高度磁化的物質扭曲和彎曲。

 

此動畫描繪了坍縮的大質量恆星的磁場。黃色和紅色代表正磁場,藍色代表負磁場。在短短 10 毫秒的時間尺度內,恆星的快速旋轉將其磁場強度提高到太陽的萬億倍。

影片由加州理工學院的菲利普·莫斯塔和舍伍德·裡徹斯提供

Clara Moskowitz is a senior editor at 大眾科學, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大眾科學 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

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