據外媒報道，一個國際天文學家小組觀測到第一種新型超新星。這一發現證實了40年前的一個預測，這可能會對恆星的生與死產生新的認識。這項研究於2021年6月28日發表在《Nature Astronomy》上。
加州大學戴維斯分校物理和天文學教授Stefano Valenti是發現和描述超新星2018zd的團隊成員，他指出：“天文學中的一個主要問題是比較恆星是如何演變和消亡的。由於還存在許多環節缺失，所以這非常令人興奮。”
目前已知的超新星有兩種。當一顆質量是太陽10倍以上的大質量恆星耗盡燃料，其核心坍縮成黑洞或中子星時就會出現核心坍縮超新星。白矮星則是質量達到太陽質量8倍的恆星的殘骸，當它爆炸時會產生熱核超新星。
1980年，東京大學的Ken’ichi Nomoto預測了第三種超新星，稱為電子捕獲超新星。
使大多數恆星在自身引力下免於坍塌的是它們中心核心產生的能量。在一個捕捉電子超新星中，當內核耗盡燃料時，重力會迫使內核中的電子進入它們的原子核進而導致恆星向內部坍縮。
晚期光譜的證據
超新星2018zd是在2018年3月被發現的–約在爆炸后3小時。哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡的檔案圖像顯示，一個模糊的天體可能是爆炸前的恆星。這顆超新星離地球相對較近，在NGC2146星系中距離約3100萬光年。
這個研究小組由Daichi Hiramatsu領導，他是加州大學聖巴巴拉分校和拉斯坎布雷斯天文台的研究生，在接下來的兩年裡其收集了關於這顆超新星的數據。來自加州大學戴維斯分校的天文學家們在爆炸兩年後對這顆超新星進行了光譜分析，這是證明2018zd是一顆電子捕獲超新星的證據之一。
研究人員Azalee Bostoem表示：“我們有一個非常精緻、非常完整的數據集，它記錄了（電子捕獲超新星的）興起和衰落。”Yize Dong則補充稱，數據包括來夏威夷凱克天文台10米望遠鏡收集到的非常晚期的數據。
理論預測，電子捕獲超新星在數年後會顯示出不尋常的恆星化學光譜。
Valenti指出：“我們觀察到的Keck光譜清楚地證明，SN 2018zd是我們認為的最佳電子捕獲超新星。”
最近的光譜數據並不是拼圖的唯一部分。該團隊還瀏覽了所有發表的超新星數據，他們發現雖然一些超新星擁有一些預測電子捕獲超新星的指標，但只有SN 2018zd擁有所有六種指標：一個超漸近巨星支(SAGB)類型的表觀祖星、強超新星前質量損失、不尋常的恆星化學光譜、弱爆炸、小放射性、一個富含中子的核。
“我們一開始問‘這個怪人是什麼？’然後我們研究了SN 2018zd的每個方面，並意識到所有這些都可以在電子捕獲場景中得到解釋，”Hiramatsu說道。
解釋蟹狀星雲起源
這些新發現還揭示了過去最著名的超新星的一些奧秘。公元1054年，銀河系發生了一顆超新星。根據中國的記錄，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。由此產生的遺迹–蟹狀星雲–已經被詳細研究過了。它以前是電子捕獲超新星的最佳候選，但這並不確定，部分原因是爆炸發生在近1000年前。新結果增加了蟹狀星雲形成事件是一個電子捕獲超新星的信心。
“我很高興這個電子捕獲超新星終於被發現了，我的同事和我曾預測它的存在並認為其跟40年前的蟹狀星雲有關。這是觀察和理論結合的一個很好的例子，”Nomoto說道。