• 2019-09-10 02:00:07
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  •        近来,美国哈佛大学-史密森尼天体物理研讨中心的研讨团队在《天体物理学杂志》宣布的论文,将人们的目光聚集到2016年11月发现的一颗超新星上。

    这是一颗名为SN2016iet的超新星,是迄今为止人类观测到的最大单星爆破之一。它的前身是一颗质量超越太阳百倍的超大恒星。更特别的是,SN2016iet历经3年才彻底消失,人类有幸见证了这一特别恒星的凋谢进程,留下丰厚的数据,可谓世界赐给人类的礼物。而它或许代表着包含世界中诞生的第一颗恒星在内的超大质量恒星的逝世方法。

    那么,SN2016iet是怎样被人类发现的?除了质量大,它还有哪些特性?记载它的逝世进程终究有哪些含义?

    信任许多人都有看到流星许愿的阅历,那是世界中的块体物质在挨近地球时,被地球引力拽过来,"亲吻"大气层并冲突焚烧发作的光迹。人的眼睛总是更简单被运动的物体招引,一朝一夕,流星就被赋予了夸姣的含义。可是,很少有人知道,夜空中的许多恒星,会以更壮烈的方法完毕自己发光发亮的终身——超新星迸发,即一颗恒星的"自爆"。

    超新星是指恒星演化进程中的一个阶段,但并非一切的恒星都有资历成为超新星。地理学家以为,恒星的演化必定以三种或许的冷态之一为完结:白矮星、中子星、黑洞。太阳在众多的世界中算是个"小块头",它将终究演变成低光度、高密度、高温度的白矮星;比较而言,大质量的恒星(如10倍太阳质量或更重的恒星)更倾向于坍缩成为密度十分高的中子星或黑洞,在此之前会爆破成为超新星。

    超新星迸发时极端亮堂,所突发的电磁辐射常常能够照亮其地点的整个星系,从开端到完毕往往只要几周至几个月。但这期间内一颗超新星的辐射能量相当于太阳在其终身中辐射能量的总和。

    可是,普通人却很难在夜空中看到绚烂的超新星。那是由于一方面超新星迸发是一个星系中很少见的事情;另一方面,超新星迸发根本都远在数千万乃至上亿光年之外,只要大型地理望远镜才干看到。

    特别超新星招引地球"目光"

    2016年11月4日,欧洲太空局(ESA)部属的"盖亚"太空望远镜最早发现了SN2016iet。随后,坐落美国亚利桑那州图森的"卡塔琳娜"实时瞬变巡天体系(CRTS)以及坐落美国夏威夷的全景瞬变巡天体系(Pan-STARRS)分别在2017年1月和2017年3月独立发现了它。

    之后,坐落美国夏威夷的直径8.1米的"双子星"北座望远镜和智利的直径6.5米的"麦哲伦-巴德"望远镜等地上地理观测体系也纷繁参加"战团"。其间"双子星"北座望远镜在其间扮演了最为重要的人物。哈佛大学-史密森尼天体物理研讨中心埃多·伯格教授标明,"双子座"供给了比其他观测手法更深化的超新星观测成果。这使科学家得以在发现SN2016iet后800多天还能对其进行研讨,虽然其时它的亮度已降低到峰值亮度的百分之一。

    研讨人员经过多个地上望远镜盯梢超新星逐步削弱的光线,最终得出结论,在它爆破之前,这颗巨大恒星的质量在55到120个太阳之间,而其诞生时的质量乃至或许是太阳的200倍。它在整个生命周期中逐步失掉一些外层物质,大约在它进入爆破之前的十年中,它以大约每年三个太阳质量的速度敏捷减重。

    "除了质量大,与其它超新星比较,它的光谱和光变曲线还具有一些特别的观测特征。"中国科学院国家地理台副研讨员张天萌告知科技日报记者,SN2016iet的光谱中没有发现氢和氦的谱线,而是以中等质量元素,如碳、氢、钙等谱线为主,阐明在迸发前,其前身星最外层的氢和氦壳层都现已耗费殆尽。并且,它迸发的方位间隔它或许的寄主星系很远,到达54000光年,处于一个比较孤立的环境中。

    中国科学院国家地理台副研讨员李海宁弥补道,咱们称光谱中呈现的化学郑州车辆抵押贷款丰度形式为"化学指纹"。由于一个天体的化学成分一般不会跟着它的空间运动搬迁发作变化,能够反映出其诞生地等本质上的特色,这与人类的指纹或DNA相似。SN2016iet具有超大质量,且其所在环境缺少金属元素,标明它的前身恒星很或许诞生在世界中极早的恒星构成时期,也便是没有构成满足金属元素的前期阶段。

    SN2016iet有许多特别之处,包含超长的持续时间、巨大的能量、不寻常的"化学指纹",以及周围环境的重元素匮乏等。正如哈佛大学-史密森尼天体物理研讨中心塞巴斯蒂安·戈麦斯教授所说:"当咱们第一次意识到SN2016iet有多么不寻常时,我的反应是——莫非咱们的数据呈现了可怕的过错?"

    已然它如此特别,研讨它必定有特殊的含义。当一颗典型的大质量恒星耗尽燃料时,它的中心会崩塌成更小更安稳的中子星或黑洞。相当于几十个太阳的超大质量恒星的逝世进程则有所不同,科学家们研讨以为,当其间心加热到必定程度时,会构成电子及其反物质同伴正电子。与中子星的中子不同,电子-正电子对没有任何方法来支撑中心反抗重力。因而,超大质量恒星在逝世时将一向崩塌,直到它消失在黑洞的奇点中之前,会发作失控的核聚变,引爆整个恒星。这便是地理学家所说的脉冲对不安稳性超新星(PPISN)。但直到现在,这根本上仍是一个理论性的主意。

    "SN2016iet是被发现的第一个金属丰度和前身星质量都契合PPISN模型的超新星,其测光和光谱演化或许能够用该模型来解说。"张天萌谈到,它的前身恒星的主序质量被估量为120到260个太阳质量,寄主星系的金属丰度是太阳金属丰度的10%。PPISN模型预言大质量、贫金属的恒星会在特定的条件下发作正负电子对,使得恒星的状态方程发作变化,导致其不安稳性添加,从而发作爆破。

    李海宁告知记者,现在的经典模型普遍以为世界中的第一代恒星应该是大质量乃至超大质量的,而它们正是以超新星迸发的方法完毕自己的生命,其间PPISN便是一种或许的逝世方法。经过观测和研讨SN2016iet,能够类推第一代恒星的性质及其逝世进程。

    "可是,SN2016iet与PPISN模型并非彻底相符。"张天萌指出,依据观测数据,它的前身星在迸发前的短短几年时间里,抛出了大约一半的质量,而现有模型以为这需求几千年的时间跨度。

    "因而,未来地理学家们需求更多的观测数据来批改PPISN模型,或许找到更合理的模型来描绘SN2016iet这类超新星的迸发。"张天萌说。

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