【星闻星事系列08】完全摧毁大质量恒星的超新星

发布者:江苏省天文学会文章来源:江苏省天文学会发布时间:2019-08-27浏览次数:14


一颗200倍太阳质量恒星的爆炸正在挑战现有的恒星死亡理论。


[图片说明]:拥有一些奇怪的特性,超新星2016iet是最极端的恒星爆炸类型之一。版权:Gemini Observatory/NSF/AURA/Joy Pollard。


2016年11月,盖亚卫星发现了一颗数十亿光年外的超新星,被称为SN2016iet。使用其他望远镜进行后续观测,天文学家很快发现它在许多方面都十分奇怪。


发生该超新星爆炸的恒星距离其宿主矮星系中心约54 000光年。大多数大质量恒星都诞生于致密星团中,它是如何在如此远的地方形成的仍是个谜。这颗恒星的质量极大,诞生时约为太阳质量的200倍,接近单颗恒星的质量上限。这颗超新星出现了两个爆炸信号,间隔约100天。这实际上并不是由多次爆炸造成的,而是冲击波和多年前该恒星抛射出的物质相撞所致。

    该超新星属于“生对不稳定性超新星”,是一种极端大质量恒星会发生的爆发,可以摧毁整颗恒星。但寻找这些罕见的爆炸一直都很困难,SN2016iet仍属于首批发现的此类事件之一。即便如此,它也有其特殊性。


 [图片说明]:2014年SN2016iet爆发前(左图)和2018年它爆发时(右图)的同一片天区。右图中标出了它与其宿主星系的距离。版权:Center for Astrophysics。


SN2016iet在爆炸时释放出巨大的能量,经过很长时间才逐渐变暗。结合其他细节,它被认为是一颗罕见的生对不稳定性超新星。通常当大质量恒星爆炸时,总会留下遗迹,无论是中子星还是黑洞。


除氢和氦以外其他元素含量极少的大质量贫金属恒星会在生命最后阶段形成物质和反物质对。这会引发失控反应,使得恒星核心的压强下降,导致恒星坍缩,产生足以完全摧毁恒星的剧烈爆炸,甚至连黑洞也不会留下。


只有质量达到太阳130~260倍的恒星才会以这样的方式死亡。如此大质量的恒星会非常迅速地燃烧,寿命只有数百万年。

它如此大的质量和到其宿主星系如此远的距离令人困惑。大质量恒星通常诞生于致密星团中,并且距离该星团不会太远。由于SN2016iet的前身星寿命很短,在它附近应该存在和它一同形成的恒星。它可能曾被踢出了原诞生地,但因其寿命很短故运动范围受到了限制。要达到距离宿主星系如此远的地方,必须要拥有远超已知恒星运动的速度。


最合理的解释是该恒星就形成于所见的地方,它可能隶属于一个过于暗弱而不可见的伴星系或星团。


垂死的恒星一般会在死亡前的几千年里通过稠密的星风抛射出物质。但对这颗超新星的长期观测发现它有两个亮度峰值,这是因为超新星的激波撞上了不同层的物质。这些物质很厚并靠近该恒星,表明它们是在20年内被抛射出来的。这是另一处使天文学家困惑的地方。

SN2016iet是实际观测中生对不稳定性超新星的最佳样例之一,它也挑战了许多理论预言的细节。天文学家将会利用哈勃空间望远镜对其进行后续观测,希望能找到它的前身星所在的伴星系或星团。


原文链接:
http://www.astronomy.com/news/2019/08/a-massive-star-completely-destroyed-by-a-supernova-is-puzzling-scientists

 
作者:Korey Haynes
编译:周天倚
校审:谢懿