據(jù)外媒報(bào)道，一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家小組觀測(cè)到第一種新型超新星。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了40年前的一個(gè)預(yù)測(cè)，這可能會(huì)對(duì)恒星的生與死產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí) 。這項(xiàng)研究于2021年6月28日發(fā)表在《Nature Astronomy》上。

加州大學(xué)戴維斯分校物理和天文學(xué)教授Stefano Valenti是發(fā)現(xiàn)和描述超新星2018zd的團(tuán)隊(duì)成員，他指出：“天文學(xué)中的一個(gè)主要問題是比較恒星是如何演變和消亡的。由于還存在許多環(huán)節(jié)缺失，所以這非常令人興奮。”

目前已知的超新星有兩種。當(dāng)一顆質(zhì)量是太陽(yáng)10倍以上的大質(zhì)量恒星耗盡燃料，其核心坍縮成黑洞或中子星時(shí)就會(huì)出現(xiàn)核心坍縮超新星。白矮星則是質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量8倍的恒星的殘骸，當(dāng)它爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱核超新星。

1980年，東京大學(xué)的Ken'ichi Nomoto預(yù)測(cè)了第三種超新星，稱為電子捕獲超新星。

使大多數(shù)恒星在自身引力下免于坍塌的是它們中心核心產(chǎn)生的能量。在一個(gè)捕捉電子超新星中，當(dāng)內(nèi)核耗盡燃料時(shí)，重力會(huì)迫使內(nèi)核中的電子進(jìn)入它們的原子核進(jìn)而導(dǎo)致恒星向內(nèi)部坍縮。

晚期光譜的證據(jù)

超新星2018zd是在2018年3月被發(fā)現(xiàn)的--約在爆炸后3小時(shí)。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的檔案圖像顯示，一個(gè)模糊的天體可能是爆炸前的恒星。這顆超新星離地球相對(duì)較近，在NGC2146星系中距離約3100萬(wàn)光年。

這個(gè)研究小組由Daichi Hiramatsu領(lǐng)導(dǎo)，他是加州大學(xué)圣巴巴拉分校和拉斯坎布雷斯天文臺(tái)的研究生，在接下來(lái)的兩年里其收集了關(guān)于這顆超新星的數(shù)據(jù)。來(lái)自加州大學(xué)戴維斯分校的天文學(xué)家們?cè)诒▋赡旰髮?duì)這顆超新星進(jìn)行了光譜分析，這是證明2018zd是一顆電子捕獲超新星的證據(jù)之一。

研究人員Azalee Bostoem表示：“我們有一個(gè)非常精致、非常完整的數(shù)據(jù)集，它記錄了(電子捕獲超新星的)興起和衰落。”Yize Dong則補(bǔ)充稱，數(shù)據(jù)包括來(lái)夏威夷凱克天文臺(tái)10米望遠(yuǎn)鏡收集到的非常晚期的數(shù)據(jù)。

理論預(yù)測(cè)，電子捕獲超新星在數(shù)年后會(huì)顯示出不尋常的恒星化學(xué)光譜。

Valenti指出：“我們觀察到的Keck光譜清楚地證明，SN 2018zd是我們認(rèn)為的最佳電子捕獲超新星。”

最近的光譜數(shù)據(jù)并不是拼圖的唯一部分。該團(tuán)隊(duì)還瀏覽了所有發(fā)表的超新星數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)雖然一些超新星擁有一些預(yù)測(cè)電子捕獲超新星的指標(biāo)，但只有SN 2018zd擁有所有六種指標(biāo)：一個(gè)超漸近巨星支(SAGB)類型的表觀祖星、強(qiáng)超新星前質(zhì)量損失、不尋常的恒星化學(xué)光譜、弱爆炸、小放射性、一個(gè)富含中子的核。

“我們一開始問‘這個(gè)怪人是什么?’然后我們研究了SN 2018zd的每個(gè)方面，并意識(shí)到所有這些都可以在電子捕獲場(chǎng)景中得到解釋，”Hiramatsu說(shuō)道。

解釋蟹狀星云起源

這些新發(fā)現(xiàn)還揭示了過去最著名的超新星的一些奧秘。公元1054年，銀河系發(fā)生了一顆超新星。根據(jù)中國(guó)的記錄，它非常明亮，白天可以看到它23天，晚上可以看到它將近兩年。由此產(chǎn)生的遺跡--蟹狀星云--已經(jīng)被詳細(xì)研究過了。它以前是電子捕獲超新星的最佳候選，但這并不確定，部分原因是爆炸發(fā)生在近1000年前。新結(jié)果增加了蟹狀星云形成事件是一個(gè)電子捕獲超新星的信心。

“我很高興這個(gè)電子捕獲超新星終于被發(fā)現(xiàn)了，我的同事和我曾預(yù)測(cè)它的存在并認(rèn)為其跟40年前的蟹狀星云有關(guān)。這是觀察和理論結(jié)合的一個(gè)很好的例子，”Nomoto說(shuō)道。

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