两颗恒星用尽一生，演绎了这段死亡之舞周一·知古通今|周二·牧夫专栏

文章图片
周一·知古通今|周二·牧夫专栏
周三·视频天象|周四·观测指南
周五·深空探测|周六·茶余星话|周日·太空探索
来源：美国国家射电天文台（NRAO）
翻译：郑修肸
校对：魏麟鉴
编排：王招君
后台：库特莉亚芙卡李子琦胡永葳
原文链接：https://public.nrao.edu/news/stellar-collision-triggers-supernova/

文章图片
利用甚大天线阵巡天(VLASS)的数据，天文学家发现了这一激动人心的现象，黑洞或者中子星螺旋进入其伴星的核心，导致其伴星爆炸成为超新星。
加州理工学院的研究生DillonDong ，在《科学》杂志以第一作者的身份发表了相关的研究论文，他说， “理论学家曾经预测过合并引发超新星爆炸的情况，但真正观测到这种事件还是第一次。 ”

文章图片
恒星碰撞引发了超新星爆炸，爆炸产生的高速碎屑与早期抛出的气体发生碰撞，碰撞冲击造成的明亮的射电辐射被甚大天线阵（VLA）捕获。
图片来源:BillSaxton ， NRAO/AUI/NSF
这次发现的源头，要从天文学家们检查甚大天线阵巡天的图像说起。从2017年启动的甚大天线阵巡天的数据图像中，天文学家们发现了一个发出明亮射电辐射的天体，但是这个天体不在甚大天线阵更早的巡天数据中（又称为FIRST巡天）。他们随后使用甚大天线阵和夏威夷的凯克望远镜对这个天体进行了观测，并命名为VT1210+4956 。经确定，这个明亮的射电辐射来自于一个矮恒星形成星系的外围，距离地球约4.8亿光年。天文学家们后来发现， 2014年的时候，国际空间站上的一台仪器探测到了来自该天体的X射线爆发。
从所有的这些观测数据中抽丝剥茧，天文学家们拼凑出了一段迷人的历史——两颗大质量恒星长达几个世纪的死亡之舞。像许多大质量恒星一样，这两颗恒星诞生时就是一颗双星，彼此靠得很近。其中一颗恒星的质量更大，它正常的核聚变演化进程更快，最后成为超新星，爆炸后留下的要么是黑洞，要么是超密中子星。
留下的黑洞或者中子星逐渐靠近它的同伴，大约在300年前，它进入了同伴的大气层，开始了死亡之舞。与此同时，在相互作用下，伴星的气体被抛射到太空中。抛射出来的气体螺旋着向外运动，在这颗双星的周围形成一个膨胀的环状物，叫做环面。
最终，黑洞或中子星进入伴星的核心，打破了伴星核聚变产生的能量辐射与自身引力之间的相互平衡，伴星的核心开始坍缩。在坍缩的过程中，伴星在入侵者周围短暂地形成了一个围绕其旋转的物质盘，并以接近光的速度从物质盘中喷出一股物质喷射流，这些物质沿着喷射流路径穿透恒星而出。

文章图片
一颗中子星或黑洞围绕一颗“正常”的伴星(浅蓝色)运行，随着时间推移，它们之间的距离越来越近。

文章图片
中子星或黑洞进入伴星的大气层，以不断扩大的螺旋形向外抛出气体。

文章图片
当入侵者到达伴星的核心时，物质会短暂地形成一个圆盘，驱动超高速射流向外喷出恒星。平衡伴星自身引力的核聚变能量辐射被破坏，引发坍缩和随后的超新星爆炸。

文章图片
超新星爆炸产生的碎屑追上了之前相互作用抛射出来的物质，引起强烈的冲击波，产生的射电辐射被VLA观测到
图片来源:BillSaxton ， NRAO/AUI/NSF
“国际空间站上的全天X射线图像监视器（MAXI）所探测到的X射线暴正是这一喷射流引发的，这也证实了事件发生于2014年。 ”Dong说。
在较大质量的恒星坍塌并成为超新星后，较小质量的伴星也随之“早夭” 。
Dong解释道：“伴星终有爆发寂灭的一天，只不过双星的合并加速了这一进程”
2014年超新星爆炸所喷射出的物质的移动速度远远快于之前从伴星抛射出的物质，当甚大天线阵巡天观测到该天体时，超新星爆炸的物质气浪正与之前抛射出的物质发生碰撞，形成了强大的冲击，由此产生的明亮的射电辐射也被甚大天线阵记录了下来。