『科技领航人』其亮度、能量和质量创人类宇宙记录,科学家发现了一颗新超新星( 二 )


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图注:“标准蜡烛”非常适合根据测得的亮度推断距离 , 但前提是您对蜡烛的固有亮度以及光源与光源之间的无污染环境充满信心 。
典型的超新星只能在可见光中辐射约1%的能量 , 并且通常会发出与太阳在其约100亿年寿命中所发出的总能量相当的总爆炸能量 。 可以肯定的是 , 这是令人印象深刻的 , 并且代表了恒星消亡的最活跃的方式之一 。 但是每隔一段时间 , 就会出现超新星 , 这在亮度和能量方面令我们感到惊讶:这是一个宇宙异常值 。
具体来说 , 比这些典型的宇宙大爆炸还要明亮 , 充满活力的大爆炸被称为超发光超新星 , 导致它们如此异常的成因有许多看法 。 它们可能是非常巨大的恒星 , 排出物质 , 然后在超新星发生时 , 冲击波撞击到该物质上?这种情况似乎与我们见过的最著名的“超新星冒名顶替者”海山二星(EtaCarinae)保持一致 。
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图注:19世纪的"超新星冒名顶替器"引发了一次巨大的喷发 , 从海山二星向星际介质喷出许多恒星的物质 。 恒星本身在某些时候仍然会超新星 , 而被弹出的物质在决定最终超新星的亮度方面可能起着关键作用 。
另一方面 , 有一种观点认为 , 超发光超新星是由配对不稳定机制产生的 。 通常 , 恒星质量越大 , 随着恒星的发展 , 核心温度就越高 。 超过某个阈值 , 能量上升得如此之高 , 单个光子与粒子之间的碰撞携带了足够的能量 , 以至于它们可以通过爱因斯坦的E=mc2自发地产生新的粒子-反粒子对 , 尤其是电子和正电子 。
超过该能量阈值时 , 其中一些高能光子将转换为物质(和反物质) , 从而导致内部辐射压力下降 。 这导致核心收缩并进一步加热 , 从而导致更多的光子转化为物质(和反物质) , 依此类推 。 最终 , 发生了失控的聚变反应 , 整个恒星在一次巨大的爆炸中破裂了 。
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图注:该图说明了天文学家曾经认为触发了称为SN2006gy的超新星事件的成对过程 。 当产生足够高能量的光子时 , 它们将产生电子/正电子对 , 从而引起压降和失控反应 , 从而破坏恒星 。 此事件称为不稳定对超新星 。 超发光超新星的峰值发光度是任何其他“正常”超新星的峰值发光度的许多倍 。
2020年1月 , 一篇新的论文发表 , 证明双不稳定机制不能解释超光超新星实际观测到的光曲线 。 相反 , 他们意识到 , 先前喷出的物质可能覆盖了两个恒星核心 , 然后合并产生一颗超新星 。 这就解释了之前的超光超新星 , 比如SN2006gy 。
现在 , 另一方面 , 一个新的超发光超新星(SN2016aps)出现了 , 它把其他一切都吹出了水 。 根据我们观测到的光和后来确定的36亿光年远的暗主星系的距离 , 我们看到了前所未有的现象:一个如此明亮的事件 , 其辐射能量是先前典型超新星的500倍以上 。 没有一颗超新星 , 甚至之前的任何一颗超发光超新星 , 能与之匹敌 。
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图注:有史以来超发光的超新星 , 全部聚集在一起 。 请注意代表SN2016aps的顶部红色光曲线 , 以及它所见过的所有其他超发光超新星明亮得多(y轴为对数刻度) 。
你可能会怀疑 , 这是否是另一种暂时的事件 。 毕竟 , 恒星死亡时会发生各种各样的奇异大灾难 。 有潮汐扰动事件 , 恒星被引力作用撕裂 。 有超大质量黑洞突然在星系中心激活 , 发出巨大的辐射喷流 。 还有千新星 , 是中子星合并形成的 。
显然 , 这些都不是 。 一次高能量爆炸同时发生 , 不利于潮汐干扰 。 它偏离了它微弱的低质量星系的中心 , 表明它没有积聚在一个超质量黑洞上 。 它消失得非常缓慢 , 并且含有太多的氢 , 从而消除了千新星的可能性 。 根据数据(包括光谱) , 剩下的就是这是一颗超发光的超新星 , 但是比以前的超新星更明亮 。