焦點(diǎn)訊息：神秘的白矮星在熱核超新星爆炸SN 2012Z中存活了下來(lái)

它不僅幸存下來(lái)，而且這顆恒星在超新星之后實(shí)際上比之前更加明亮。第一作者柯蒂斯-麥卡利（Curtis McCully），加州大學(xué)圣巴巴拉分校和Las Cumbres天文臺(tái)的博士后研究員，在美國(guó)天文學(xué)會(huì)第240次會(huì)議的新聞發(fā)布會(huì)上介紹了這些發(fā)現(xiàn)，并在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇文章。這些令人困惑的結(jié)果提供了關(guān)于宇宙中一些最常見(jiàn)但又最神秘的爆炸的起源的新信息。

(資料圖)

這些被稱(chēng)為Ia型超新星的熱核超新星，是天文學(xué)家測(cè)量宇宙距離的一些最重要的工具。從1998年開(kāi)始，對(duì)這些爆炸的觀測(cè)顯示，宇宙一直在以一種不斷加速的速度膨脹。這被認(rèn)為是由于暗能量造成的，暗能量的發(fā)現(xiàn)在2011年贏得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

左圖：超新星2012Z之前的NGC 1309星系的彩色圖像。右圖。從右上角順時(shí)針?lè)较颍撼滦潜ㄇ暗奈恢茫?013年訪問(wèn)期間的SN~2012Z；爆炸前的圖像和2016年觀測(cè)的差異；2016年最新觀測(cè)中的SN~2012Z的位置。

雖然熱核超新星對(duì)天文學(xué)至關(guān)重要，但人們對(duì)它們的起源卻知之甚少。天文學(xué)家們一致認(rèn)為，它們是白矮星的毀滅，白矮星的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的質(zhì)量擠在地球的大小。導(dǎo)致這些恒星爆炸的原因尚不清楚。一種理論認(rèn)為，白矮星從一顆伴星上偷取物質(zhì)。當(dāng)白矮星變得太重時(shí)，熱核反應(yīng)在核心中點(diǎn)燃，導(dǎo)致失控爆炸，最終徹底被摧毀。

柯蒂斯-麥卡利

SN 2012Z是一種奇怪的熱核爆炸類(lèi)型，有時(shí)被稱(chēng)為Iax型超新星。它們是更傳統(tǒng)的Ia型超新星的較暗、較弱的表兄弟。由于它們的威力較小，爆炸速度較慢，一些科學(xué)家推測(cè)它們是失敗的Ia型超新星。新的觀測(cè)結(jié)果證實(shí)了這一假設(shè)。

2012年，在附近的螺旋星系NGC 1309中檢測(cè)到了2012Z號(hào)超新星，在2012Z號(hào)超新星之前的幾年里，人們對(duì)它進(jìn)行了深入的研究，并在許多哈勃圖像中捕捉到了它。2013年拍攝了哈勃圖像，以確定舊圖像中的哪顆恒星與爆炸的恒星相一致。2014年對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析是成功的--科學(xué)家們能夠在2012Z號(hào)超新星的確切位置確定這顆星。這是第一次確定白矮星超新星的原生星。

"當(dāng)我們得到最新的哈勃數(shù)據(jù)時(shí)，我們期待著看到兩種情況中的一種，"麥卡利說(shuō)。"要么這顆恒星已經(jīng)完全消失了，要么它仍然在那里，這意味著我們?cè)诒ㄇ暗膱D像中看到的恒星并不是爆炸的那顆。沒(méi)有人想到會(huì)看到一顆幸存的恒星，而且更亮。那是一個(gè)真正的難題。"

麥卡利和研究小組認(rèn)為，這顆半爆炸的恒星變得更亮，因?yàn)樗蛎浀揭粋€(gè)更大的狀態(tài)。超新星的強(qiáng)度不足以吹走所有的物質(zhì)，所以其中一些物質(zhì)又落入了所謂的束縛殘余物。隨著時(shí)間的推移，他們預(yù)計(jì)這顆恒星將慢慢恢復(fù)到其初始狀態(tài)，只是質(zhì)量更小，體積更大。矛盾的是，對(duì)于白矮星來(lái)說(shuō)，它們的質(zhì)量越小，它們的直徑就越大。

安迪-豪威爾

"這顆幸存的恒星有點(diǎn)像《星球大戰(zhàn)》中的歐比旺-克諾比作為武力幽靈回來(lái)了，"共同作者、加州大學(xué)圣巴巴拉分校的兼職教授和拉斯坎布雷斯天文臺(tái)的高級(jí)職員科學(xué)家安迪-豪威爾說(shuō)。"宇宙大自然試圖擊倒這顆恒星，但是它回歸的力量比我們想象的還要強(qiáng)大。它仍然是同一顆星，但以不同的形式回來(lái)了，它超越了死亡。"

幾十年來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為Ia型超新星是在白矮星的體積達(dá)到某個(gè)極限時(shí)爆炸的，這個(gè)極限稱(chēng)為錢(qián)德拉塞卡極限，大約是太陽(yáng)質(zhì)量的1.4倍。這個(gè)模型在過(guò)去幾年里已經(jīng)有些失寵了，因?yàn)樵S多超新星被發(fā)現(xiàn)質(zhì)量比這要小，而且新的理論觀點(diǎn)表明，有其他東西導(dǎo)致它們爆炸。天文學(xué)家們不確定恒星在爆炸前是否曾經(jīng)接近錢(qián)德拉塞卡極限。研究作者現(xiàn)在認(rèn)為，這種增長(zhǎng)到極限的情況正是發(fā)生在SN 2012Z身上的情況。

麥卡利說(shuō)："這對(duì)Ia型超新星的影響是深刻的。"我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，超新星至少可以增長(zhǎng)到極限并發(fā)生爆炸。然而，這些爆炸是微弱的，至少在某些時(shí)候是如此。現(xiàn)在我們需要了解是什么讓一顆超新星失敗并成為Iax型，又是什么讓一顆超新星成功成為Ia型。"