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揭秘超新星“前世”,蓝色伴星指出新方向

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2019-11-2111:04:50来源:北青网综合

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来源:科技日报

天闻频道

本报记者 赵汉斌

超新星是恒星死亡时的耀眼爆发。它威力无穷,却无法提前预知。因此,人们往往无法知晓这耀眼爆发来自什么样的恒星。近日,中国科学院云南天文台孟祥存研究员和李蛟博士在Ia型超新星前身星研究方面取得新进展。他们研究发现,B型亚矮星可能是一些超新星遗迹中的残留伴星。

丈量宇宙的一把标尺

超新星是恒星演化过程中的一个阶段,它伴随着恒星的死亡出现,是引力塌缩的结果。当晚期恒星不能提供足够能源时,引力开始发挥巨大威力,通过一系列剧烈的物理过程,释放出巨大的能量。超新星爆发极其明亮,极尽绚烂,它发出的能量经常能够照亮其所在的整个星系,可持续几周、几个月,之后逐渐变暗。据计算,一颗超新星爆发过程中辐射的能量可与太阳一生中辐射能量的总和相媲美。

孟祥存介绍,Ia型超新星是光谱中没有氢线、氦线,但是有很强的硅线的一类特殊超新星。Ia型超新星不管距离我们远还是近,其爆发实际亮度都是一样的,这样一来我们就可以通过观测Ia型超新星来测量其所在星系的距离——看上去比较亮的就距离近,比较暗的就距离远。这类超新星在经过光变曲线的校准以后,可以作为标准烛光来测距,也因此成了天文学家手中的一把量天尺。

关系精确宇宙学发展

孟祥存说,人们将Ia型超新星作为距离指示器测光,从而发现我们的宇宙在加速膨胀,这就意味着宇宙中有一个看不见的推手——暗能量。自1998年人们利用Ia型超新星观测到宇宙加速膨胀以来,人们便利用它测量暗能量的物态方程及其随时间的演化。

Ia型超新星还被用来探测其他一些宇宙学参数,比如哈勃常数,同时被用来验证广义相对论。但是,要想精确测量暗能量的物态方程,需要Ia型超新星的测距精度好于2%,而目前其测距精度只有5%到10%。这个尴尬局面主要是因为人们对Ia型超新星的一些最基本的问题都没有解决,特别是Ia型超新星是怎么来的,其前身星是什么。如果前身星问题不能很好的解决,就很有可能阻碍精确宇宙学的发展。

此外,Ia型超新星前身星问题对星系化学演化、Ia型超新星爆炸模型等重要的科学问题也都非常重要。

新型伴星进入视野

此前,学界普遍认为,Ia型超新星来自于双星系统中的碳氧白矮星的热核爆炸。

根据伴星的类型不同,Ia型超新星前身星模型有两种,一种叫单简并星模型,另一种叫双简并星模型,二者最重要的区别在于单简并星模型预言超新星发生爆炸后,会有一个残留伴星留下,而双简并星模型没有。

“但是,对超新星SN1006和开普勒超新星遗迹的最新观测,都没有找到合适的残留伴星候选体,这可能是因为前人的搜寻策略有问题。”孟祥存说,之前的理论认为,Ia型超新星爆炸后留下的残留伴星应该会比较红,而他们研究认为伴星可能是非常蓝的,这为寻找超新星残留伴星指出了新方向。

孟祥存等基于最新的Ia型超新星前身星模型研究发现,Ia型超新星爆炸后留下的残留伴星有可能是B型亚矮星,其辐射主要集中在紫外波段。“如果最终证实SN1006和开普勒超新星的残留伴星是B型亚矮星,将可能会终结人们关于单简并星模型和双简并星模型的争论,这将是Ia型超新星研究的巨大进步。”这项成果发表在了近日出版的《皇家天文学会月刊(MNRAS)》上。

责任编辑:向勤如(EN006)

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