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科学家发现了Ia型超新星的二进制伴侣

发布时间:2018-05-15

em新发表的研究详细证明了正常Ia型超新星和非简并二元伴侣之间的相互作用。 / em

包括哈佛大学的Robert Kirshner和Peter Challis在内的天文学家组成的团队已经从同伴身上发现了一束闪烁的光芒,成为一颗爆炸的恒星。这是天文学家第一次目睹一颗爆炸恒星对其邻居的影响。它提供了导致Ia型超新星的双星系统类型的最佳证据。这项研究揭示了一些白矮星暴力死亡的情况,并提供了更深入的了解它们作为追踪宇宙膨胀历史的工具的用途。这些类型的恒星爆炸能够发现黑暗能量,宇宙的加速扩张是当今科学中最重要的问题之一。

关于Ia型超新星如何出现的问题长期以来一直是天文学家争论的话题。

“我们认为Ia型超新星来自爆发的白矮星与二进制伴侣,”该研究的主要作者,德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)的Howie Marion说。 “这个理论可以追溯到50年左右,但是在此之前,还没有任何明星伴侣的具体证据。”

天文学家们争夺了相互竞争的想法,争论同伴是正常的明星还是另一个白矮星。

“这是第一次正常的Ia类型与二进制伴星相关联,”队员兼天文学教授J. Craig Wheeler(UT Austin)说。 “这是一个大问题。”

Ia型超新星的双星恒星祖先理论开始于一颗被称为白矮星的恒星。质量必须加到那个白矮星上才能触发它的爆炸 - 矮人从伴星上拉下来的质量。当质量流量达到侏儒足够热足够密度以点燃其内部的碳和氧的时候,热核反应开始,导致侏儒爆发,成为Ia型超新星。

很长一段时间,主要理论认为,这个同伴是一颗老红巨星,它膨胀并向矮人失去了物质,但最近的观察实际上排除了这个概念。没有看到红巨星。这项新的工作表明,提供质量的恒星仍然在其中心燃烧着氢气,也就是说,这颗伴星仍然处于高峰期。

哈佛 - 史密松天体物理中心的团队成员Robert P. Kirshner说:“如果一颗白矮星在普通恒星旁爆炸,你应该看到伴随着加热而产生的蓝光脉冲。这就是理论家预测的结果,这就是我们所看到的。

“超新星2012cg是吸烟 - 实际上是发光的 - 枪:一些Ia型超新星来自白矮星,与普通恒星做同样的事情。”

位于距处女座五千万光年远的地方,超新星2012cg于2012年5月17日由Lick Observatory Supernova Search发现。马里昂的团队第二天开始用哈佛 - 史密松天体物理中心的望远镜进行研究。

“获得非常早期的观察结果非常重要,”马里昂说,“因为与爆发后很快就会发生相互作用。”

该团队继续使用多种不同的望远镜观测超新星的亮度,包括弗雷德劳伦斯惠普尔天文台和其开普勒望远镜的1.2米望远镜,斯威夫特伽玛射线空间望远镜,麦当劳天文台的爱因 - 埃伯利望远镜,以及约有六十多人。

“这是一家全球性企业,”惠勒说。团队成员来自美国大约十几所大学以及智利,匈牙利,丹麦和日本的机构。

研究小组发现的超新星光线的特征证明了它可能是由二进制伴星引起的。具体来说,他们发现来自爆炸的蓝光过量。这超出了美国公认的模型。伯克利天文学家丹卡森为什么天文学家希望看到一颗恒星在二元系统中爆炸。

“超新星在伴星附近爆炸,爆炸影响了伴星,”惠勒解释说。 “那个被击中的同伴明星身旁变得火热而明亮。多余的蓝光来自伴星的侧面,而这些恒星会变热。“

结合模型,观测结果表明二进制伴星具有六个太阳的最小质量。

“这是一个与数据一致的解释,”队员杰弗里西尔弗曼说,强调说,它不是具体证明同伴的确切大小,就像来自双星系统的照片一样。西尔弗曼是UT奥斯汀的博士后研究员。

马里昂说,早在这一天就已经观测到其他Ia型超新星,但他们并没有显示过量的蓝光。需要更多的例子。

“我们需要研究这样的一百个事件,然后我们才能知道统计数据是什么,”惠勒说。

该工作发表在“天体物理学杂志”上。

PDF研究副本:SN〜2012cg:正常Ia型超新星与非退化二元伴侣之间相互作用的证据

资料来源:哈佛 - 史密森天体物理中心