科学家们有史以来第一次实时观察到一颗恒星爆炸
天文学家有史以来第一次看到一颗巨大的恒星在炽热的超新星中爆炸——这一景象比研究人员预期的更具爆炸性。根据 1 月 6 日发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究,科学家们开始观察这颗注定要毁灭的恒星——一颗名为 SN 2020tlf 的红超巨星,距离地球约 1.2 亿光年——在它最终的剧烈坍塌前 100 多天。在那次准备期间,研究人员看到这颗恒星爆发出明亮的闪光,巨大的气体球从恒星表面爆炸。
研究人员说,这些超新星前的烟火令人大吃一惊,因为之前对即将爆炸的红超巨星的观测显示没有剧烈排放的痕迹。加州大学伯克利分校研究员、主要研究作者 Wynn Jacobson-Galán 在一份声明中说:“这是我们对大质量恒星在死亡前一刻所做行为的理解的突破。”“我们第一次看到红超巨星爆炸!”
就体积而言,红超巨星是宇宙中最大的恒星,其测量值是太阳半径的数百倍,有时甚至超过一千倍。(虽然它们可能体积庞大,但红超巨星并不是最亮也不是最大质量的恒星。)
就像我们的太阳一样,这些大质量恒星通过其核心元素的核聚变产生能量。但是因为它们太大了,红超巨星可以形成比我们太阳燃烧的氢和氦重得多的元素。随着超巨星燃烧越来越大的元素,它们的核心变得越来越热,压力也越来越大。最终,当它们开始融合铁和镍时,这些恒星会耗尽能量,它们的核心会坍塌,它们会在剧烈的 II 型超新星爆炸中将其气体外层大气喷射到太空中。
科学家们在超新星爆发之前观察到了红超巨星,并研究了这些宇宙爆炸的后果——然而,直到现在,他们才看到整个过程实时发生。
这项新研究的作者在 2020 年夏天开始观察 SN 2020tlf,当时这颗恒星闪烁着明亮的辐射闪光,该团队后来将其解释为气体从恒星表面爆炸。研究人员使用夏威夷的两台望远镜——夏威夷大学天文研究所 Pan-STARRS1 望远镜和莫纳克亚山上的 WM 凯克天文台——对这颗古怪的恒星进行了 130 天的监测。最后,在那个时期结束的时候,这颗恒星爆炸了。
研究人员说,研究小组看到了在恒星爆炸时围绕恒星形成稠密气体云的证据——可能与恒星在前几个月喷出的气体相同。这表明这颗恒星早在 2020 年秋季其核心坍塌之前就开始经历剧烈爆炸。
研究小组总结说,这些观察结果表明,红超巨星的内部结构发生了显着变化,导致它们在坍塌前的最后几个月发生了混乱的气体爆炸。
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