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壮观的紫外线也许可以解释白矮星是如何爆或南玉炸的

天文学与空间 2022-02-10 00:01:15

美国天文学会 蓝点表示SN2019yvq在离地球1.4亿光年的一个相对较近的星系中的位置

学分:西北大学 天体物理学家第二次发现伴随白矮星爆炸的壮观的紫外线闪光

作为一种极其罕见的超新星,这一事件将为几个长期未解之谜提供洞见,包括白矮星爆炸的原因、暗能量如何加速宇宙以及宇宙如何产生重金属,如铁

领导这项研究的西北大学天体物理学家亚当·米勒说:“紫外线告诉我们一些关于白矮星如何爆炸的非常具体的事情。”

“久而久之,爆炸的物质远离源头

随着物质变薄,我们可以看得越来越深

一年后,这种材料会变得非常薄,以至于我们可以一直看到爆炸的中心

" 米勒说,到那时,他的团队将会更加了解这个白矮星——以及所有白矮星——这些死星的致密残余——是如何爆炸的

这篇论文将于7月23日发表在《天体物理学杂志》上

米勒是西北大学天体物理学跨学科探索和研究中心的研究员,也是空间和时间遗产调查(LSST)公司数据科学研究金项目的主任

罕见转折的常见事件 研究人员在2019年12月,也就是这颗奇特的超新星爆炸后的第二天,利用位于加州的兹维奇瞬态设施首次发现了这颗超新星

这一事件被称为SN2019yvq,发生在离地球1.4亿光年的一个相对较近的星系中,非常靠近龙形的德拉科星座的尾部

几个小时内,天体物理学家利用美国国家航空航天局的尼尔·格里尔斯·斯威夫特天文台研究了紫外线和x光波长的现象

他们立即将SN2019yvq归类为Ia型(发音为“one-A”)超新星,这是白矮星爆炸时经常发生的事件

“这些是宇宙中最常见的爆炸,”米勒说

“但这种紫外线闪光很特别

天文学家多年来一直在寻找它,但一直没有找到

据我们所知,这实际上只是第二次用Ia型超新星观测到紫外线闪光

" 激烈的神秘 这种罕见的持续了几天的闪光表明白矮星内部或附近的某些东西非常热

因为白矮星随着年龄的增长变得越来越冷,热量的涌入让天文学家感到困惑

米勒说:“制造紫外光的最简单方法是制造非常非常热的东西。”

“我们需要比太阳热得多的东西——比太阳热三四倍的东西

大多数超新星没有那么热,所以你不会受到非常强烈的紫外线辐射

这颗超新星发生了不寻常的事情,产生了一个非常热的现象

" 以前捕获的Ia型超新星

信用:美国国家航空航天局/CXC/美国

得克萨斯州 米勒和他的团队认为这是理解白矮星爆炸原因的重要线索,白矮星爆炸一直是该领域的一个长期谜团

目前,有多种相互竞争的假设

米勒对探索四种不同的假设特别感兴趣,这四种假设与他的团队从SN2019yvq获得的数据分析相匹配

可能导致白矮星因紫外线闪光而爆炸的潜在场景: 白矮星吞噬它的伴星,变得如此巨大和不稳定以至于爆炸

白矮星和伴星的物质碰撞,产生一道紫外线;白矮星核心的极热放射性物质与它的外层混合,导致外壳达到比平时更高的温度;氦的外层点燃白矮星内部的碳,引起极热的双重爆炸和紫外线闪光;两个白矮星融合在一起,引发了一场爆炸,喷出了紫外线

“一年之内,”米勒说,“我们将能够找出这四个中哪一个是最可能的解释

" 惊天动地的洞见 一旦研究人员知道爆炸的原因,他们将应用这些发现来了解更多关于行星形成和暗能量的信息

因为宇宙中大部分的铁是由Ia型超新星创造的,更好地理解这一现象可以告诉我们更多关于我们自己星球的信息

例如,来自爆炸恒星的铁形成了所有岩石行星的核心,包括地球

米勒说:“如果你想了解地球是如何形成的,你需要了解铁是从哪里来的,需要多少铁。”

“了解白矮星爆炸的方式让我们更精确地了解铁是如何在宇宙中产生和分布的

" 照亮暗能量 白矮星已经在物理学家目前对暗能量的理解中扮演了重要角色

物理学家预测白矮星爆炸时都有相同的亮度

因此,1A型超新星被认为是“标准蜡烛”,允许天文学家精确计算爆炸距离地球多远

利用超新星测量距离导致了暗能量的发现,这一发现得到了2011年诺贝尔物理学奖的认可

“我们没有直接的方法来测量到其他星系的距离,”米勒解释道

“大多数星系实际上都在远离我们

如果在遥远的星系中有一颗1A型超新星,我们可以用它来测量距离和速度的组合,从而确定宇宙的加速度

暗能量仍然是个谜

但是这些超新星是探测暗能量和了解它是什么的最好方法

" 米勒认为,通过更好地理解白矮星,我们有可能更好地理解暗能量以及它导致宇宙加速的速度

“目前,当测量距离时,我们把所有这些爆炸视为相同的,但我们有充分的理由相信有多种爆炸机制,”他说

“如果我们能够确定确切的爆炸机制,我们认为我们可以更好地分离超新星,并进行更精确的距离测量

"

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