哈勃搜寻超新星爆发后的孑余恒星

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2017-04-19 20:07:09 | 作者:gohomeman1译 | 来源:欧洲哈勃信息中心 | 浏览:1202次 ]

原文标题:Search for stellar survivor of a supernova explosion

原文作者:朱有花(台湾中央研究院天文物理研究所);Mathias Jäger

来自:欧洲哈勃信息中心; 发表时间:2017.3.30

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2017.3.30:借助美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜,天文学家观测了大麦哲伦星系(LMC)中的一个超新星爆发遗迹。除了美丽的图像外,哈勃还在遗迹中搜寻爆发后劫后余生的伴星。

哈勃拍摄的N103B。大图:30.7MB,版权:NASA、ESA,研究者团队;下同。

本图由哈勃第三代广域相机(WFC3)的紫外光学通道(UVIS)拍摄,配色如下:475nm(纳米)的蓝光,配色蓝;555nm的黄绿光,绿;814nm的近红外光,暗红;656nm的氢发射线(H-α),红。N103B就是图中上方的暗红云团,不是中下方整片的红色星云(这些是LMC中的冷氢云,就是H-α线的红色)。

一个国际天文学家团队,使用哈勃观测了编号SNR 0509-68.7的Ia类超新星遗迹(I就是罗马数字1),该遗迹也就是大麦哲伦星系(LMC)中的 N103B 星云,离我们仅约16万光年。与其他的超新星遗迹通常为球形相比,N103B呈现明显的椭圆形。天文学家假设,爆发喷出的物质流撞到一片稠密的星际物质云,减缓了速度。根据这个假设,膨胀的气壳在一个方向上是开放的(气壳有个大洞,译注)。

N103B相对很近的距离,允许天文学家详尽研究其他星系中同类恒星的整个生命期,甚至有可能揭开萦绕在此类超新星周围的面纱。Ia超新星可预期的最大光度,意味着它们能成为宇宙距离的标准量天尺(标准烛光),从而成为宇宙学研究的标配工具。天文学家猜测Ia超新星发生于密近双星系统中,其中至少一颗子星是白矮星(注1)。

PDF插图,钱德拉X线空间望远镜获得的N103B图像(蓝色能量高),图中的1pc=3.26光年。

当代主要有两种假说解释Ia超新星的爆发机制。研究像N103B这样的新图像——包括寻找爆发遗迹中的孑余,可帮助天文学家最终确认哪个假说胜出。

一个理论假设,双星的两颗子星都是白矮星。当两颗白矮星合并的时候,它们因超过质量极限而爆发为Ia超新星(这样爆发后没有残骸存留,但由于双星系统的质量和各不相同,事实上意味着Ia超新星的最大亮度是不一致的,标准烛光就成问题了,译注)。

另一个理论认为,密近双星系统只包含一颗白矮星,另一颗是正常的恒星(通常为主序星)。白矮星从伴星吸积物质,缓慢地增加质量。根据计算机模拟,当质量抵达白矮星的稳定极限时,恒星崩溃坍缩,并引爆整个白矮星的失控核聚变,产生的巨大能量使得整个白矮星彻底炸碎消失。但是在该剧本下,双星系统的正常恒星,至少能以某种方式继续存活下来。可惜到现在为止,已知的Ia超新星遗迹周围,还没有真正确认过一个劫后余生的伴星。

PDF插图,超新星遗迹爆发中心附近的候选恒星群。

现在,天文学家企图在N103B中寻找这样的孑余恒星。他们在H-α区搜寻——该区域的氢原子被周围恒星或其他来源的紫外辐射高度电离——从而定位超新星爆发的冲击波前锋。他们希望,根据弯曲冲击波前沿推算出爆发的中心点,然后在此附近发现恒星。发现一颗孑余伴星,就意味着两种假说争论的结束(但是,难道不存在两种假说都成立的可能性么,译注)。

结果,他们确实在该遗迹中发现了符合要求的候选者——根据恒星光谱型、温度、光度和离爆心的距离的分析结论。这颗恒星的质量约与太阳相当,但包裹在热的物质茧中,看起来这个气体尘埃茧像是超新星爆发前就形成的。

虽然这颗恒星看起来是N103B爆发余迹的合理幸存者,但是其地位还有待将来进一步调查和光谱分析的确认;研究仍在进行中。

PDF插图,上述恒星群在两个波长上的赫罗图(亮度-颜色图)。其中的star 1离爆心最近,光谱型也最有可能是候选恒星。蓝线是LMC该区域的恒星模型,×号的恒星相对距离远。

附注

1、白矮星是中等质量恒星演化末期形成的、稠密的小核心。当主序星、红巨星阶段结束,并且外层气壳全部褪尽后的残骸就是白矮星。大约60亿年后,我们的太阳也将变成白矮星。

Tags:LMC N103B Ia型 超新星

责任编辑:gohomeman1

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