1000 年前,一颗极端星照亮了天空,我们终于知道它是什么了
早在公元1054年 , 一次超新星恒星爆炸以足够的亮度照亮了天空 , 白天从地球上可以连续23天看到它 。
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它的残余物今天仍然以蟹状星云的形式存在 , 新的研究让我们对导致这种现象的确切原因有了最好的了解 。
根据对标记为SN2018zd的更新超新星的分析 , 天文学家认为SN2018zd和1054CE超新星都是电子捕获超新星——一种罕见的第三类超新星 , 与I型(热核)和II型(核心坍塌)并列 。
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几十年来 , 专家们一直对这第三类爆炸恒星提出假设 , 尽管很难获得电子捕获超新星的实际物理证据 。 SN2018zd的不寻常特征——距离我们只有3100万光年——可能是我们真正正确识别的第一个特征 。
加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的天体物理学家安德鲁·豪厄尔(AndrewHowell)说:“这颗超新星确实帮助我们解码了来自世界各地文化的千年记录 。 ”这颗超新星帮助我们将一个我们不完全了解的东西——蟹状星云 , 与我们拥有令人难以置信的现代记录的另一件事联系起来 。
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“在这个过程中 , 它教会了我们基础物理学:一些中子星是如何形成的 , 极端恒星如何生存和死亡 , 以及我们所构成的元素如何被创造和散布在宇宙中 。 ”
每颗恒星都在与引力作斗争 , 持续融合或密集排列的原子会延长其寿命 。 在超新星的情况下 , 通常要么质量增加导致失控的热核爆炸(I型) , 要么恒星耗尽燃料且其铁芯坍塌(II型) 。
甚至在这一发现之前 , 科学家们就怀疑了第三种情况:恒星的氧-氖-镁核心中的电子被撞击到原子核中 , 导致它在自重的作用下坍塌 。 为此需要非常精确的平衡 , 否则这颗恒星太重或太轻 , 无法以这种特殊的方式被拉入死亡阵痛 。
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科学家们已经发现 , 一颗电子捕获超新星应该由一颗罕见的大质量超渐近巨星分支(SAGB)恒星形成 , 并满足其他五个标准——超新星阶段之前的大量质量损失、不寻常的化学成分、微弱的爆炸、低放射性和富含中子的核心 。
使用哈勃太空望远镜在SN2018zd爆炸之前拍摄的档案图像以及爆炸后的最新读数 , 天文学家注意到SN2018zd满足了电子捕获超新星的所有六个指标——这是有记录的第一颗超新星 。
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“我们首先问'这个怪星是什么?'”来自加州大学圣地亚哥分校的天体物理学家DaichiHiramatsu说 , “然后我们检查了SN2018zd的各个方面 , 并意识到所有这些都可以在电子捕获场景中得到解释 。 ”
虽然之前人们认为蟹状星云是电子俘获超新星的结果 , 但试图将一千年前从地球上观测到的爆炸物理拼凑起来要困难得多 。 新研究使1054CE事件更有可能是III型爆炸 , 并部分解释了它的亮度 。
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该团队认为爆炸恒星释放的物质与超新星的残余物相撞 , 增加了它在天空中的亮度 , 因为观察到SN2018zd发生了完全相同的效果 。
日本东京大学的天文学家KenNomoto早在1980年就首次预测了电子捕获超新星 , 他的假设得到了40多年后新发现的支持 。
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【1000 年前,一颗极端星照亮了天空,我们终于知道它是什么了】“我很高兴终于发现了电子捕获超新星 , 我和我的同事预测它存在并且与40年前的蟹状星云有联系 , ”KenNomoto说 , “我非常感谢为获得这些观察所做的巨大努力 。 这是观察与理论结合的绝妙案例 。 ”
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