天文学家确定了第一颗注定在千新星爆炸中

　　据美国太空网（Sharmila Kuthunur）：虽然巨大的恒星通常会伴随着壮观的爆炸而死亡，但也有少数恒星会像哑火鞭炮一样发出嘶嘶声。

　　天文学家已经在SGR 0755-2933中发现了这样一个哑火的残余物，这是一颗距离地球约11400光年的中子星，位于南部的木偶星座。在新的研究中，科学家们表示，这颗恒星在其生命早期向它的联星伴星转移了异常高的质量，以至于它没有留下足够的物质进行爆炸性死亡。相反，它以一颗安静的“超剥离”超新星结束，这是一个罕见的宇宙事件，在它的尾流中留下了一颗被称为中子星的超密度残骸。

　　国家科学基金会NOIRLab研究中心的天文学家、这项新研究的共同作者安德雷·尼古拉斯·陈在一份声明中表示：“这个引人注目的双星系统本质上是一个十分之一的系统。”。

　　一位艺术家描绘的双星系统最终将以两颗碰撞的中子星结束。（图片来源：CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J.da Silva/Spaceengine/M.Zamani）

　　这颗中子星及其紧密环绕的双星伴星——研究人员还预测，这颗恒星有朝一日会坍塌成为中子星——标志着恒星系统的第一个明确例子，它将最终引发千新星，即两颗中子星合并的宇宙爆炸。

　　尽管在2017年首次探测到千新星，但由于对光和引力波的观测，天文学家仅记录了这一事件的后果。这项新的研究是科学家们首次发现一个双星系统，他们知道它将以千新星爆炸结束。

　　此外，天文学家以前认为，像银河系这样的螺旋星系中只存在一到两个这样的系统。最新研究的研究人员现在将这一估计值增加到了10，并指出这些观测结果有助于他们更好地了解恒星在这类系统中的历史、演化和异常平静的死亡。

　　“很长一段时间以来，天文学家都在猜测最终可能形成千新星的确切条件，”陈埃在声明中说。“这些新结果表明，至少在某些情况下，当其中一颗中子星在没有经典超新星爆炸的情况下诞生时，两颗兄弟中子星可以合并。”

　　这颗兄弟恒星质量巨大，每60天围绕一颗主中子星运行一周，它的名字就像车牌一样：CPD-292176。最新研究背后的科学家研究了这颗兄弟恒星，以了解当前恒星系统的形成，以及未来可能发生的事情。

　　“这不仅仅是一个简单的二进制系统”

　　亚利桑那州Embry Riddle航空大学的本科生克拉丽莎·帕沃（Clarissa Pavao）在智利Cerro Tololo美洲天文台采集的数据中发现了该系统。特别是，她绘制了兄弟恒星的光谱图，分析了恒星在特定波长下发出的光。在清除了数据中的噪声后，她注意到光谱中有一条简单的线，表明这颗大质量恒星具有高度圆形的轨道——这是双星系统中的一个不寻常的特征。

　　天文学家说，这是一个关键发现，帮助该团队得出结论，这颗主中子星最终成为一颗哑火超新星。

　　通常，当联星系统中的一颗恒星燃烧完氢并接近其主序阶段结束时，它开始向伴星转移质量。由此产生的生命终结爆炸经常将伴星踢出系统，进入高度椭圆轨道。

　　艺术家对恒星系统生命的描绘CPD-292176。系统开始时是两颗大恒星（1）；几百万年前，一颗恒星在微弱的超新星之后变成了中子星（4）；在几百万年后，第二颗恒星也将成为中子星（6）；最终，这对行星将碰撞并形成千新星（9）。（图片来源：CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P.Marenfeld）

　　但这似乎并没有发生在这个有趣的系统中。为了更好地理解SGR 0755-2933生命末期可能发生的事情，天文学家们翻阅了数千个模型，这些模型描述了与他们正在研究的双星系统相似的双星系统。他们只找到了两个匹配的。

　　研究小组随后追踪了这颗恒星的历史，并得出结论，它的行为在很大程度上与任何其他耗尽燃料的大质量恒星一样：在生命末期，这颗恒星开始将质量转移到它的伴星上，并如科学家所预期的那样，缩小为一颗具有氦核的低质量恒星。然而，在这个过程中，这颗恒星失去了太多的质量，以至于它的生命末期超新星“甚至没有足够的能量将轨道踢成类似双星中所见的更典型的椭圆形状，”Embry Riddle的天文学家、这项新研究的主要作者诺埃尔·理查森在一份声明中说。

　　研究表明，这颗垂死的恒星也没有足够的能量将其伴星踢出系统，这就是为什么这两颗恒星的轨道仍然很紧的原因。

　　标志着贵重金属的诞生

　　除了了解更多有关千新星事件的信息外，这项新研究将帮助天文学家更好地了解宇宙中一些最重元素的起源。

　　这颗安静的超新星发生在几百万年前，天文学家预计CPD-292176系统将至少在一百万年后保持原样。他们的模型显示，就像主中子星一样，兄弟恒星也会变成超剥离超新星，最终坍塌成中子星。

　　数百万年后，该团队预测，这两颗中子星将以宇宙舞蹈的方式缓慢地向彼此旋转，最终发生千新星爆炸。理查德森说，这种爆炸被认为是大量重元素的来源，如铂、氙、铀和金，这些元素“被抛入宇宙”。

　　天文学家长期以来一直怀疑，在这些事件中释放的重金属在星际介质中徘徊，直到它们结合成小行星，然后在地球形成和沉积我们今天看到的贵金属时，这些小行星轰击地球。仅2017年的千新星事件就将至少100种地球价值的贵重重金属送到了那里，所以看起来一颗失败的超新星对宇宙来说根本不是什么损失。

　　周三（2月1日）发表在《自然》杂志上的一篇论文描述了这项研究。