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是什么让超级新星蓬勃发展

这张M31(也称为仙女座星系)的合成图像以金色显示了美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的X射线数据,以浅蓝色显示了数字化巡天的光学数据,以红色显示了斯皮策太空望远镜的红外数据。

美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的观测终于揭示了引发一种常见恒星爆炸的导火索,这为理解超新星提供了重大进展。

这些被称为1a型的超新星是由一颗白矮星爆炸产生的。这些类型的超新星被用作宇宙标记,了解这些恒星爆炸的原因是研究天文学家认为弥漫在宇宙中的神秘暗能量的关键。

德国Max Plank天体物理研究所的MaratGilfanov是做出这一新发现的团队成员,他说:“这些物体对理解宇宙至关重要。我们不知道它们是如何工作的,这让我们非常尴尬。”“现在我们开始了解是什么点燃了这些爆炸的导火索。”

Ia型超新星通常被认为是在白矮星“从外层气体层脱落并冷却的阿巨星的残余核心”超过其重量极限时发生爆炸,变得不稳定。

但究竟是什么原因导致它倾斜并被炸成碎片,还没有被确定。将白矮星推向边缘的两种可能性被认为是主要的竞争者:吸积,即白矮星从类太阳的伴星吸走物质,直到超过其重量极限;以及两个白矮星合并成一个大星系。

判断哪个过程是罪魁祸首的一种方法是观察超新星的X射线发射,因为每种情况都会产生不同数量的X射线。由吸积物质引起的Ia型超新星在爆炸前会产生大量的X射线发射,而由两颗白矮星合并而成的亚苏超新星会产生明显更少的X射线。

为了了解哪种情况可能是1型超新星的原因,吉尔法诺夫和他的团队使用钱德拉天文台观测了附近的五个椭圆星系和仙女座星系(或M31)的中心区域。

科学家们发现,观测到的X射线发射比吸积情况下的预期小30到50倍,有效地排除了这种机制,并使白矮星合并成为这些星系的主要候选者。

“我们的研究结果表明,我们研究的星系中的超新星几乎都来自两颗合并的白矮星,”同样来自马克斯·普朗克的团队成员Akos Bogdan说。“这可能不是许多天文学家所期望的。”

这种出乎意料的现象部分源于这样一个事实,即似乎很少有双白矮星系统存在,而且即使使用最好的望远镜也很难观察到这种对。

吉尔法诺夫说:“现在,我们必须对这条通往超新星的道路进行更详细的研究。”

这两种情况之间的差异可能会对如何将这些超新星用作追踪巨大宇宙距离的“标准蜡烛”产生影响。1a型超新星通常被认为是很好的距离向导,因为它们可以被远距离看到,并遵循可靠的亮度模式。

但由于白矮星的质量范围不同,这意味着其中两颗白矮星的合并可能会导致亮度变化的爆炸。

一个有待回答的问题是,这个似乎是椭圆星系中1a型超新星的原因的触发器是否也是螺旋星系中这些恒星爆炸的导火索。


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