2100萬光年外發現爆炸僅11小時超新星

【正見新聞網2011年12月17日】

編號為SN2011fe的超新星爆炸前(左圖)、後(右圖)的風車星系,它是位於圖片右下角的寶藍色亮點


距離地球2100萬光年的 SN 2011fe發出明亮的光距離地球2100萬光年的 SN 2011fe發出明亮的光

據大陸媒體12月17日報導,超新星異常明亮,儘管它們距離地球通常有幾十萬光年,但有時通過裸眼也能看到它們。美國加利福尼亞州勞倫斯伯克利國家實驗室的天文學家現在已經發現爆炸僅11小時的最明亮的一種超新星——Ia型超新星。這顆編號SN 2011fe的超新星是在距離地球2100萬光年的風車星系裡發現的。從1986年至今,從沒發現距離我們這麼近的Ia超新星。

天文學家已經對數千顆Ia超新星發出的光進行了研究,但至今對它們的物理性質(例如它們如何引爆,以及產生它們的恆星系在發生爆炸前的樣子)只能臆測。一顆恆星死亡或者當一顆白矮星“吸食”臨近恆星的物質,最終達到一個臨界點,導致恆星發生劇烈爆炸,發出明亮的光時,就會形成超新星,它的亮度相當於至少100億顆太陽。一顆恆星瀕臨死亡是II型,Ia型是後者和最明亮的一種。

伯克利國家實驗室的彼得-紐金特說:“我們捕捉到這顆超新星發生爆炸僅11小時後的場面,由於發生爆炸剛不久,稍後我們將能計算出它爆炸的真實時間,誤差小於20分鐘。”白矮星的質量增長具有特定限制,大約相當於我們的1.4個太陽時,它將無法支撐,開始發生引力塌縮。紐金特說:“當它接近這個極限時,所有條件就會促使白矮星引爆,發生規模龐大的熱核爆炸,這一過程把碳和氧轉變成鎳等更重的元素。隨後衝擊波把它撕裂,使物質以明亮的光球形式噴發出來。大部分亮度來自於放射性鎳通過衰變轉變成鼓時釋放的熱量。還有一部分光來自於被衝擊波加熱的恆星噴出物,如果這些物質碰巧撞上它的伴星,導致後者升溫,它的亮度就會進一步增加。”

由於該科研組能在這顆恆星發生爆炸的早期階段仔細研究它,因此他們能夠收集到第一手直接證據,了解至少一顆Ia型超新星發生爆炸前的樣子,以及接下來會發生什麼。加州大學伯克利分校天文學和物理學副教授、伯克利國家實驗室核科學部的科學家丹尼爾-卡森說:“衝擊波撕碎恆星只需幾秒時間,但是在爆炸過程中被加熱的碎片會持續發光長達幾小時。恆星越大,它的殘熾就越亮。由於我們在這顆超新星的早期階段捕捉到它,而且進行了如此細微的觀測,因此我們一定能直接計算出它最初的大小。”

紐金特說:“毫無疑問,它曾經一定是顆白矮星。從光譜中可以發現碳和氧,因此我們獲得一顆Ia型超新星起源於碳-氧白矮星的第一手直接證據。”牛津大學的馬克-蘇利凡說:“了解這些巨型爆炸是如何產生的,有助於更好地了解我們的地球和人類自己,例如,這些超新星是宇宙的主要鐵源。因此我們身體裡都有一小部分爆炸恆星的組成成分。”他們的研究成果發表2011年12月15日的《自然》雜誌上。

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