钱德拉x光中心 学分:美国宇航局/CXC/德克萨斯大学阿林顿分校
Millard等人
天文学家利用美国国家航空航天局的钱德拉x光天文台记录了以每小时2000万英里以上的速度从爆炸恒星的位置爆炸的物质
这大约比地球上的声速快25000倍
开普勒超新星遗迹是一颗被引爆的恒星的碎片,这颗恒星位于我们银河系中距离地球约20,000光年的地方
1604年,早期的天文学家,包括与该天体同名的约翰尼斯·开普勒,目睹了摧毁该恒星的超新星爆发
我们现在知道开普勒超新星遗迹是所谓的Ia型超新星的余波,在这种超新星中,一颗被称为白矮星的小而致密的恒星在与伴星相互作用后超过了临界质量极限,并经历了热核爆炸,从而粉碎了白矮星并向外发射其残骸
最新的研究跟踪了开普勒超新星遗迹中15个小“节”碎片的速度,它们都在x光下发光
据测量,最快的结的速度为每小时2300万英里,这是x光中探测到的超新星残骸的最高速度
节的平均速度约为每小时1000万英里,冲击波以每小时1500万英里的速度扩张
这些结果独立地证实了2017年开普勒超新星遗迹中发现的时速超过2000万英里的节
在最新的研究中,研究人员通过分析2016年获得的钱德拉X射线光谱来估计节的速度,该光谱给出了不同波长的X射线强度
通过将x光光谱特征的波长与实验室值进行比较,并利用多普勒效应,他们测量了从钱德拉到残骸的视线上每个结的速度
他们还利用钱德拉在2000年、2004年、2006年和2014年获得的图像来检测结的位置变化,并测量它们垂直于我们视线的速度
这两种测量结合起来给出了三维空间中每个结的真实速度的估计
图形给出了图像中的结的运动如何与x光光谱相结合来估计总速度的直观解释
2017年的工作应用了与新研究相同的一般技术,但使用了钱德拉上不同仪器的x光光谱
这意味着新的研究对绳结沿视线的速度有了更精确的测定,因此,对所有方向的总速度也有了更精确的测定
在开普勒超新星遗迹的四幅钱德拉图像的新序列中,红色、绿色和蓝色分别显示了低能、中能和高能x光
电影放大显示了几个移动最快的结
开普勒的高速与科学家在其他星系超新星爆发的光学观测中看到的相似,爆炸后仅几天或几周,远在几十年后超新星遗迹形成之前
这种比较意味着,在爆炸后的大约400年里,开普勒的一些结几乎没有因为与残骸周围的物质碰撞而减速
根据钱德拉光谱,15节中有8节肯定在远离地球,但只有2节被证实在向地球移动
(其他五个没有显示出沿着我们视线的明确运动方向
结运动的这种不对称意味着碎片可能沿着我们的视线是不对称的,但是需要研究更多的结来证实这一结果
总速度最高的四个节都位于明亮的x光发射的水平带上
其中三个在特写视图中被标记
这四个结都在向相似的方向移动,并含有相似数量的元素,如硅,这表明所有这些结中的物质都来自爆炸的白矮星的同一层
学分:美国宇航局/CXC/德克萨斯大学阿林顿分校
Millard等人
另一个移动最快的结位于残骸右侧的“耳朵”中,支持了一个有趣的想法,即碎片的三维形状更像足球,而不是均匀的球体
这个结和另外两个结在特写视图中用箭头标记
高速材料的解释不清楚
一些科学家认为开普勒的超新星遗迹来自异常强大的1A型,这可能解释了快速移动的物质
也有可能残骸周围的周围环境本身是块状的,这可能会使一些碎片穿过低密度区域,避免被大大减速
2017年的研究小组还利用他们的数据完善了之前对超新星爆炸位置的估计
这使得他们能够寻找超新星爆发后留下的白矮星的伴星,并进一步了解引发爆炸的原因
他们发现在残骸中心附近缺少明亮的恒星
这意味着像太阳这样的恒星在达到临界质量之前不会向白矮星提供物质
相反,两个白矮星的合并更受青睐
新的研究结果已经在由位于阿灵顿的德克萨斯大学的马修·米勒德领导的一篇论文中进行了报道,并发表在2020年4月20日的《天体物理学杂志》上
佐藤俊喜和杰克·休斯的一篇论文报道了开普勒超新星遗迹中快速移动结的发现,并发表在2017年8月20日的《天体物理学杂志》上
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