| 2022年6月23日 |
超新星爆發後幸存下來的恒星 |
| （Nanowerk新聞超新星是一顆恒星災難性的爆炸。特別是熱核超新星，它標誌著白矮星的完全毀滅，什麼也不留下。至少這是模型和觀測結果所表明的。 |
| 因此，當一組天文學家用哈勃太空望遠鏡去觀察奇特的熱核超新星SN 2012Z的位置時，他們震驚地發現這顆恒星在爆炸中幸存了下來。它不僅存活了下來，而且在超新星爆發後，這顆恒星甚至比之前更亮。 |
| 第一作者Curtis McCully是加州大學聖巴巴拉分校和拉斯坎布雷斯天文台的博士後研究員，他在一篇文章中發表了這些發現天體物理學雜誌（“仍然比爆炸前更亮，SN 2012Z並沒有消失:比較哈勃太空望遠鏡的觀測間隔十年”)，並在美國天文學會第240屆會議的新聞發布會上公布了這些成果。這些令人困惑的結果為我們提供了關於宇宙中一些最常見但又神秘的爆炸起源的新信息。 |
| 這些熱核超新星，也被稱為Ia型超新星，是天文學家測量宇宙距離的最重要工具之一。從1998年開始，對這些爆炸的觀測顯示，宇宙一直在以不斷加速的速度膨脹。這被認為是由於暗能量，暗能量的發現獲得了2011年的諾貝爾物理學獎。 |
| 雖然它們對天文學至關重要，但人們對熱核超新星的起源知之甚少。天文學家們一致認為，它們是白矮星的毀滅——白矮星的質量大約是太陽的質量，但體積隻有地球那麼大。導致恒星爆炸的原因是未知的。有一種理論認為，白矮星從伴星上偷走了物質。當白矮星變得太重時，核心的熱核反應就會點燃，導致失控的爆炸，摧毀恒星。 |
| SN 2012Z是一種奇怪的熱核爆炸，有時被稱為Iax型超新星。它們是更為傳統的Ia型的暗淡、虛弱的表親。由於它們的威力較小，爆炸速度較慢，一些科學家從理論上認為它們是失敗的Ia型超新星。新的觀測結果證實了這一假設。 |
| 2012年，在附近的螺旋星係NGC 1309中發現了超新星2012Z，在2012Z之前的幾年裏，哈勃望遠鏡對該星係進行了深入研究，並在許多圖像中捕捉到了它。哈勃望遠鏡拍攝於2013年，目的是為了確定舊圖像中的哪顆恒星對應於爆炸的恒星。2014年對這些數據的分析是成功的——科學家們能夠在超新星2012Z的確切位置上識別出這顆恒星。這是第一次發現白矮星超新星的前身恒星。 |
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| 左圖:NGC 1309星係在超新星2012Z之前的彩色圖像。右:從右上順時針方向:超新星爆炸前的位置;2013年訪問期間SN~2012Z;爆炸前圖像與2016年觀測結果之間的差異;2016年最新觀測SN~2012Z的位置。(圖片來源:McCully et al.)(點擊圖片放大) |
| 麥卡利說:“當我們獲得哈勃望遠鏡的最新數據時，我們預計會看到兩件事中的一件。”“要麼這顆恒星完全消失了，要麼它還在那裏，這意味著我們在爆炸前的圖像中看到的恒星不是爆炸的那顆。沒有人預料到會看到比這更亮的恒星。這真是個難題。” |
| 麥卡利和他的團隊認為，爆炸一半的恒星之所以變得更亮，是因為它膨脹到一個更大的狀態。超新星的強度不足以吹走所有的物質，所以一些物質落回了所謂的束縛殘餘物。隨著時間的推移，他們預計這顆恒星會慢慢恢複到最初的狀態，隻是質量更小，體積更大。矛盾的是，對於白矮星來說，它們的質量越小，直徑就越大。 |
| 合著者之一、加州大學聖巴巴拉分校兼職教授、拉斯坎布雷斯天文台高級科學家安迪·豪厄爾說:“這顆恒星的幸存有點像《星球大戰》中歐比旺·克諾比作為原力鬼魂回來了。”“大自然試圖擊倒這顆恒星，但它回來的力量比我們想象的更強大。它仍然是同一顆恒星，但以不同的形式出現。它超越了死亡。” |
| 幾十年來，科學家們認為Ia型超新星會在白矮星達到一定的體積極限時爆炸，稱為錢德拉塞卡極限，大約是太陽質量的1.4倍。在過去的幾年裏，這個模型有些失寵了，因為許多超新星的質量都比這個小，新的理論觀點表明，還有其他原因導致了它們的爆炸。天文學家不確定恒星在爆炸前是否曾經接近錢德拉塞卡極限。該研究的作者現在認為，這種生長到最終極限的情況正是SN 2012Z所發生的。 |
| “這對Ia型超新星的影響是深遠的，”McCully說。“我們發現超新星至少可以增長到極限並爆炸。然而，至少在某些時候，爆炸是微弱的。現在我們需要了解是什麼讓一顆超新星失敗並成為Iax型超新星，又是什麼讓一顆超新星成功成為Ia型超新星。” |
