哈佛-史密森纳天体物理中心 天文学家利用美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台宣布发现了一种重要类型的钛，它从苏佩诺娃残余仙后座A(Casa A)的中心喷射出来，这一结果可能是理解一些大质量恒星如何爆炸的一大进步
这张新图像中的不同颜色主要代表钱德拉在Cas A中检测到的元素:铁(橙色)、氧(紫色)和硅相对于镁的量(绿色)
图中显示的是美国国家航空航天局的努星望远镜先前探测到的钛(浅蓝色)，但不是钱德拉发现的不同类型的钛
这些x光数据已经覆盖在哈勃太空望远镜的光学图像上(黄色)
信用:美国宇航局/CXC/瑞典/泰国
Sato等人
；太空总署/太空之星 科学家发现了一颗著名超新星爆发出的钛碎片
这一发现是由美国国家航空航天局的钱德拉x光观测站完成的，它可能是准确查明一些巨星是如何爆炸的重要一步
这项工作是基于钱德拉对仙后座超新星遗迹的观察，仙后座位于我们的星系，距离地球约11000光年
这是已知最年轻的超新星遗迹之一，年龄约为350岁
多年来，科学家们一直在努力理解质量超过太阳10倍的大质量恒星在耗尽燃料时是如何爆炸的
这个结果提供了一个无价的新线索
“科学家认为，我们日常生活中使用的大部分钛——如电子产品或珠宝——都是在一次大规模恒星爆炸中产生的，”日本立教大学的佐藤俊喜说，他领导的这项研究发表在《自然》杂志上
“然而，直到现在，科学家们还从未能够捕捉到稳定的钛被制造出来后的瞬间
" 当一颗大质量恒星的核动力源耗尽时，该中心在重力作用下坍塌，形成一个被称为中子星的致密恒星核心，或者不太常见的黑洞
当中子星产生时，坍缩的大质量恒星的内部从恒星核心的表面反弹回来，逆转内爆
这场灾难性事件产生的热量产生了一种冲击波——类似于超音速喷气式飞机产生的音爆——它向外穿过恒星的其余部分，在运行过程中通过核反应产生新的元素
然而，在这个过程的许多计算机模型中，能量迅速损失，冲击波向外传播的过程停滞，从而阻止了超新星爆炸
最近的三维计算机模拟表明，在中子星的形成过程中产生的中微子——质量非常低的亚原子粒子——在驱动气泡加速远离中子星方面起着至关重要的作用
这些气泡继续推动冲击波向前，引发超新星爆炸
通过对中科院的新研究，研究小组发现了中微子驱动爆炸的有力证据
在钱德拉的数据中，他们发现指向远离爆炸现场的手指状结构含有钛和铬，与钱德拉先前探测到的铁碎片相吻合
在核反应中产生这些元素所需的条件，如温度和密度，与模拟中驱动爆炸的气泡相匹配
钱德拉在中科院发现的钛是这种元素的稳定同位素，这意味着它的原子所含的中子数意味着它不会因放射性而变成不同的更轻的元素
此前，天文学家曾使用美国国家航空航天局的努星望远镜在中国科学院的不同位置发现了一种不稳定的钛同位素
每隔60年，这种钛同位素的大约一半转化为钪，然后转化为钙
日本京都大学的合著者前田敬一说:“我们以前从未在超新星遗迹中看到过钛泡的这一特征，这一结果只有在钱德拉极其清晰的图像中才有可能。”
“我们的结果是解决这些恒星如何爆炸成超新星问题的重要一步
" “当超新星爆发时，钛碎片在大质量恒星内部深处产生
这些碎片穿透了大质量恒星的表面，形成了超新星遗迹Cas A的边缘，”日本RIKEN集群先锋研究的合著者Shigehiro Nagataki说
这些结果有力地支持了中微子驱动爆炸至少可以解释一些超新星的观点
日本京都大学的合著者吉田孝说:“我们的研究可能是自探测到超新星1987A的中微子以来，探测中微子在大质量恒星爆炸中的作用的最重要的观测结果。”
天文学家使用了超过150万秒，或超过18天的钱德拉观测时间，从2000年到2018年
中国科学院生产的稳定钛的数量超过了地球的总质量
这些结果已经发表在2021年4月22日的《自然》杂志上
除了佐藤、前田、长taki和吉田，这篇论文的作者还有布莱恩·格雷芬斯特(加州帕萨迪纳加州理工学院)，布莱恩·J
威廉姆斯(位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心)、梅田秀之(日本东京大学)、小野正美(日本先锋研究集群)和杰克·休斯(新泽西州皮斯卡塔韦的罗格斯大学)
美国宇航局的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉计划
史密森尼天体物理天文台的钱德拉x光中心控制马萨诸塞州剑桥的科学和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作
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