你终于可以亲眼看到宇宙超新星的爆炸了

一只穿过宇宙的幽灵般的“手”刚刚让我们对大质量恒星的死亡有了新的认识 。 壮观的结构是核心坍缩超新星的喷射物 , 通过拍摄它超过14年的图像 , 天文学家已经能够观察到它以每秒4,000公里(2,485英里)的速度冲入太空 。
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在“指尖”的最尖端 , 名为MSH15-52的超新星残骸和冲击波冲入称为RCW89的气体云中 , 在物质中产生冲击和结节 , 并导致膨胀的超新星减速 。
MSH15-52距离地球17,000光年 , 它似乎是银河系中已知最年轻的超新星遗迹之一 。 大约1,700年前 , 恒星爆炸产生的光到达地球 , 因为前身恒星耗尽燃料支持聚变 , 将其外部物质爆炸到太空 , 并坍塌其核心 。
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坍缩的核心变成了一种称为脉冲星的“死”恒星 , 这是一种密度极高的天体 , 中子紧密排列 , 具有原子核的某些特性 , 在高速旋转时从其两极发出脉冲光 。
这种旋转还有助于塑造膨胀到太空中的喷射恒星物质的X射线星云 。
一项新研究详细说明了它的膨胀速度 , 该研究使用2004年、2008年和2017-2018年的图像来观察RCW89随着超新星残骸坠入其中的变化 。
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通过计算这些特征随时间移动的距离 , 我们可以更好地了解冲击波的速度 , 以及MSH15-52中喷射恒星物质的节 。 您可以在下图中看到这一点 。
你终于可以亲眼看到宇宙超新星的爆炸了】位于手的一个指尖附近的冲击波是MSH15-52与以每秒4,000公里的速度移动的RCW89相遇的特征 , 但一些结节的物质移动得更快 , 高达5,000公里/秒 。
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这些结被认为是在超新星爆炸之前在恒星中形成的镁和氖团块 , 它们以不同的速度移动 。 即使是看似最慢的似乎也快得离谱 , 大约1,000公里/秒 。
即便如此 , 这些特征在与RCW89中的物质相互作用时正在减慢 。 从脉冲星到RCW89的距离约为75光年;为了弥补这一距离 , MSH15-52外缘所需的平均膨胀速度为13,000公里/秒 。
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这意味着 , 研究人员已经确定 , 在遇到RCW89之前 , 该物质会穿过爆炸恒星周围气体中密度相对较低的空腔或气泡 , 这与核心坍缩超新星模型一致 。
当这颗前驱恒星的主序星寿命结束时 , 一股强大的恒星风会吹进它周围的空间 , 剥离恒星的氢 , 并形成一个巨大的空腔 。 然后 , 当恒星的核心最终坍缩成超新星时 , 爆炸将剩余的恒星物质喷射到这个相对空旷的空间区域 。
RCW89代表腔壁 。 当MSH15-52遇到这个密度较高的区域时 , 碰撞导致了快速减速 。
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在距离11,000光年远的超新星遗迹仙后座A中也观察到了更高速度范围的超新星喷射物 。 这也被认为是一颗核心坍缩的超新星 , 但我们最近观察到它——爆炸产生的光在仅仅350年前到达地球 。
我们还没有真正了解这两个超新星中快速移动团块的起源 , 但是收集更多数据并研究不同时间跨度的此类爆炸 , 将有助于天文学家煞费苦心地拼凑出这个谜团 。