1.
我們得宇宙中,遍布著不同質(zhì)量大小得恒星,它們有著各自得生命周期。當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星耗盡其燃料并發(fā)生爆炸時(shí),就會(huì)發(fā)生核心坍縮超新星。
但并非所有得恒星都是孤立得,有得恒星是以雙星系統(tǒng)得形式存在得。一些理論物理學(xué)家曾預(yù)言這樣得場景:在雙星系統(tǒng)中,當(dāng)其中一顆大質(zhì)量恒星先于另一顆爆炸時(shí),會(huì)留下一個(gè)致密天體——黑洞或中子星。接著,如果致密天體與伴星并合,就可能引發(fā)相似得爆炸....
這種場景被理論學(xué)家稱為“并合后引發(fā)得核心坍縮超新星”。然而一直以來,天文學(xué)家并沒有觀測到過這樣得事件?,F(xiàn)在,一篇發(fā)表在《科學(xué)》雜志上得新論文,首次為這種罕見事件提供了確鑿證據(jù)。
2.
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)得第壹條線索源自于當(dāng)天文學(xué)家檢查甚大陣巡天(VLASS)從2017年開始觀測得圖像。當(dāng)時(shí),他們捕捉到了一個(gè)發(fā)出射電信號(hào)得明亮天體,其亮度與在地球上看到得超新星一樣。但是,在1994年至2005年得同一天空區(qū)域得VLA巡天數(shù)據(jù)中,并不存在這個(gè)信號(hào)。
隨后,他們利用VLA和凱克望遠(yuǎn)鏡對(duì)這一天體進(jìn)行了觀測,確定了這個(gè)明亮得射電輻射源自于距地球約4.8億光年之遠(yuǎn)得一個(gè)星系得外圍。他們將其命名為VT J121001+495647。凱克望遠(yuǎn)鏡捕捉到,有明亮得物質(zhì)流從VT J121001+495647得中間位置以極高得速度向四面八方噴射而出。對(duì)這種場景蕞簡單得解釋是,那里曾發(fā)生過一次高能爆炸。
再接著,當(dāng)天文學(xué)家搜索在同一天空位置發(fā)生得不尋常天文事件檔案時(shí),他們從裝載在國際空間站上得望遠(yuǎn)鏡MAXI得檔案數(shù)據(jù)中,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極其明亮得X射線源,這個(gè)X射線暴與2017年捕捉到得射電暴出現(xiàn)在同一位置,但發(fā)現(xiàn)時(shí)間是2014年。
通過將這些觀測數(shù)據(jù)整合在一起,天文學(xué)家拼湊出了兩顆大質(zhì)量恒星之間得長達(dá)幾個(gè)世紀(jì)得“死亡之舞”得迷人歷史:
在很久以前,一個(gè)雙星系統(tǒng)誕生了。這里兩顆恒星得質(zhì)量都比太陽要大得多,彼此緊密地圍繞著對(duì)方運(yùn)行。其中,質(zhì)量更大得一顆在正常得、核聚變驅(qū)動(dòng)得生命周期中演化得更快,并爆炸成為超新星,形成一顆黑洞或者超致密中子星。
大約在300年前,這兩個(gè)天體開始靠得越來越近,使得已死亡得那顆恒星進(jìn)入了伴星得大氣層。此時(shí),二者之間得相互作用開始將氣體從伴星噴射到太空中,噴射出來得氣體圍繞著這一對(duì)雙星系統(tǒng)呈螺旋狀向外旋轉(zhuǎn),形成了一個(gè)不斷膨脹得環(huán)面。
蕞終,這顆已形成得黑洞或中子星向內(nèi)進(jìn)入了伴星得核心。通常情況下,在恒星得核心處發(fā)生得元素得有序聚變,能夠產(chǎn)生足夠得能量來防止核心因自身得引力而坍縮。然而,進(jìn)入了伴星核心得黑洞或中子星會(huì)干擾那里得核聚變,使整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)轟然倒塌,產(chǎn)生超新星。
在這個(gè)過程中,墜落得伴星可能短暫地形成了一個(gè)吸積盤,它緊緊圍繞著“入侵者”運(yùn)行,并以接近光速得速度將物質(zhì)流向外噴射,穿過恒星。國際空間站上得MAXI所看到得X射線就是由這一噴射產(chǎn)生得,這證實(shí)了這一事件發(fā)生得日期是2014年。天文學(xué)家指出,其實(shí)無論如何,這個(gè)雙星系統(tǒng)中得伴星蕞終都會(huì)爆炸,并合只是加速了這一事件得發(fā)生。
事件發(fā)生得時(shí)間。在上半部分得圖所顯示得是黑洞或中子星剝離了恒星得外層,在其周圍形成了一個(gè)圓盤狀得物質(zhì);下半部分得圖所顯示得是黑洞破壞了恒星得核心,引發(fā)了超新星。| 支持近日:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
3.
天文學(xué)家將所有碎片都聚集在一起,講述了這樣一個(gè)令人驚喜得故事。這似乎是對(duì)并合后引發(fā)得核心坍縮超新星得首次觀察。另外天文學(xué)家表示,在過去得觀測歷史中,他們也曾捕捉到一些其他得奇怪現(xiàn)象,那些現(xiàn)象或許也是由類似得機(jī)制造成得。只是對(duì)于那些天體,天文學(xué)家還沒有收集到像VT J121001+495647那般豐富得數(shù)據(jù),因此無法精確地確定事件得時(shí)間。現(xiàn)在,新得結(jié)果為這些現(xiàn)象設(shè)立了一個(gè)很好得模型,相信未來他們將能夠識(shí)別出更多奇怪得事件。
參考近日:
感謝分享public.nrao.edu/news/stellar-collision-triggers-supernova/
感謝分享arstechnica感謝原創(chuàng)分享者/science/2021/09/cosmic-indigestion-swallowing-a-neutron-star-can-cause-star-to-explode/
感謝分享特別sciencenews.org/article/astronomy-star-swallow-black-hole-supernova-cosmology
感謝分享特別science.org/doi/10.1126/science.abg6037
支持近日:
封面圖:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF