8年觀察研究 2014C恆星爆炸的秘密正逐漸揭開

一支國際天文學團隊發現了關於神秘 2014C 恆星爆炸的新線索,該爆炸是在 8 年前發現的,但即使在科學家的觀察下,它仍在繼續演變。這些結果幫助天文學家更好地理解大質量恆星如何生存和死亡的過程。

年觀察研究

這項研究發表在《天體物理學雜誌》上,該團隊由德克薩斯大學奧斯汀分校(UT Austin)領導,團隊成員包括來自芝加哥大學的科學家。2014 年,天文學家在天空中發現了一個突然的亮點,這是一顆恆星在太空中爆炸的標誌。

當一顆爆炸的恆星首次被發現時,世界各地的天文學家爭先恐後地用望遠鏡跟蹤它,因為它發出的光隨着時間的推移迅速變化。通過觀察它的演變過程,使用可以看到可見光以及 X 射線、無線電波和紅外線的望遠鏡,科學家們可以推斷出該系統的物理特徵。

通過多次這樣做,天文學家們已經確定了特徵,並將這些爆炸的恆星歸為一類。2014C,正如這一特定事件被命名的那樣,看起來像所謂的 Ib 型超新星。它們是宇宙中最大的已知恆星死亡時的情況。

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事實上,科學家們認為 2014C 最初可能不是一顆而是兩顆互相環繞的恆星,其中一顆比另一顆大。更大質量的恆星進化得更快,膨脹,其外層的氫氣被吸走。當它最終耗盡燃料時,它的核心塌陷了,引發了一場巨大的爆炸。

然而,在爆炸後頭500天的觀察顯示,它隨着時間的推移發射出更多的X射線,這是不尋常的,只在少數超新星中看到。芝加哥大學天文學和天體物理學研究教授 Vikram Dwarkadas 說:“表明衝擊波正在與密集的物質相互作用”。

該小組着手收集關於 2014C 的所有數據,包括他們獲得的新數據以及來自過去八年研究的數據,並將其納入一個關於這顆恆星所發生的事情的連貫畫面。

X 射線發射、紅外光和無線電波都顯示出獨特的模式,即先增加后減少。同時,光學光–由 UT Austin 的 Hobby-Eberly 望遠鏡測量的–似乎保持穩定。無線電信號顯示,衝擊波正在以非常高的速度擴張,而光學光則顯示出更慢的速度。

研究人員認為,這種奇怪的行為與這兩顆恆星周圍密集的氫氣雲有關,這些氫氣雲是它們生命早期留下的。當恆星爆炸時,它產生了一個衝擊波,以每小時6700萬英里的速度向各個方向移動。當衝擊波到達這個雲層時,其行為將受到雲層形狀的影響。

在最簡單的模型中,這個雲層將被假定為球形和對稱的。然而,如果這團雲在兩顆恆星周圍形成了一個“甜甜圈”(也就是說,中間周圍比較厚),環的較厚部分將減緩衝擊波的速度,在光學光中顯示為移動較慢的物質。同時,在較薄的區域,衝擊波會向前沖,正如在無線電波中看到的那樣。Dwarkadas 說:“這個場景就像水衝擊河中心的一塊石頭”。

科學家們說,問題仍然存在,但是這種不均勻性可以解釋不同波長所顯示的衝擊波的不同速度。科學家們說,這項研究為這些恆星的演化和這些系統的質量損失提供了寶貴的線索,在更大的意義上,也為這些相對神秘的恆星的生與死提供了線索。