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垂死恒星变成超新星前做了什么?吐出相当一颗太阳的质量

2023年10月3日8:32 未解之谜网

    今年 5 月风车星系爆炸的一颗大质量恒星成为超新星前,似乎于生命最后几年出乎意料损失约一个太阳质量,这项新观测揭开更多关于大质量恒星神秘末日的讯息。

    5 月 20 日凌晨,日本业余天文学家板垣公一发现超新星 SN 2023ixf,位于距离我们约 2,000 万光年的风车星系。

    风车星系是正面朝向地球的螺旋星系,观测方面很受欢迎,世界各地天文学家很快就跟进关注 SN 2023ixf,包括哈佛史密松天体物理中心 Daichi Hiramatsu 团队收到消息后,也立刻使用专业望远镜追踪测量超新星光谱、记录光几周内变化以形成“光曲线”数据。

    光谱表明 SN 2023ixf 是颗 II 型超新星,爆炸前身的恒星质量可能为太阳 8~10 倍,光谱也显示超新星附近有大量尘埃,一切都相当典型,但特别的是光曲线形状。

    SN 2023ixf 经历超新星爆炸想象图。

    通常 II 型超新星会在爆炸几小时内经历所谓“震波爆发”(shock breakout),即反弹爆炸波从恒星内部炸穿恒星表面并穿过大量喷溅物质,震波爆发产生的光会在光曲线形成明显凸起。

    然而科学家等了好几天,都没看见 SN 2023ixf 光曲线与震波爆发相关的凸起特征,是因为这颗超新星的震波爆发动作特别慢,还是发生其他事?

    Daichi Hiramatsu 认为,震波爆发延迟很可能是红超巨星进入超新星前损失质量的直接证据。新观测结果表明,这颗红超巨星在爆炸前最后一年才刚损失惊人质量,相当于一颗太阳,导致这些物质仍很靠近恒星,震波爆发花了更多时间才穿透。

    科学家表示,恒星生命最后几年相当不稳定,质量大量损失可能与恒星核心的重元素烧毁最后阶段有关,这次科学家幸运重建了 SN 2023ixf 前身恒星死亡那刻正在做的事。

    新论文发表于《天文物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)。

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