北京時間 10 月 13 日消息，在一項新研究中，天文學家發(fā)現(xiàn)了死亡恒星撞擊活躍恒星引發(fā)爆炸的證據(jù)，這可能意味著宇宙中存在一種新型的超新星。
▲ 這張想象圖展示了一個致密物體（黑洞或中子星）占據(jù)其大質(zhì)量伴星核心的場景。致密天體的快速吸積導(dǎo)致其形成了吸積盤，并以接近光速的速度發(fā)射了一對噴流。這些噴流穿過了這顆伴星，由于其釋放出的巨大能量，這顆伴星即將爆發(fā)成超新星。在接下來的幾年里，爆炸的恒星物質(zhì)將穿過一個密集的恒星物質(zhì)環(huán)面。這個致密的天體在過去幾個世紀里一直向伴星內(nèi)核噴射恒星物質(zhì)，產(chǎn)生了明亮的無線電余輝
超新星是恒星死亡時經(jīng)歷的劇烈爆炸。這種爆炸極其明亮，可以在短時間內(nèi)照亮其所在的整個星系，并可能持續(xù)幾周至幾個月，甚至數(shù)年之后才會逐漸衰減。
幾十年來，研究人員已經(jīng)了解到，宇宙中存在著兩種主要的超新星類型。一類是質(zhì)量在 10 倍太陽質(zhì)量以上的大型恒星，當它們的核心燃燒完所有燃料時，會在其中心坍縮，導(dǎo)致外層爆炸，留下中子星或黑洞等恒星殘骸。另一類是質(zhì)量不到 8 倍太陽質(zhì)量的恒星，它們會隨著時間的推移而燃燒殆盡，留下被稱為白矮星的致密核心；一顆簡并的白矮星可以通過吸積從伴星那里獲得燃料，提高核心的溫度，最終觸發(fā)失控的熱核爆炸，在爆炸中將恒星完全摧毀。
不過，科學家認為宇宙還可能存在其他類型的超新星。舉例來說，大多數(shù)質(zhì)量超過 8 倍太陽質(zhì)量的恒星都是在鄰近伴星的軌道上誕生的。在這些雙星系統(tǒng)中，較重的成員有可能首先以超新星的形式死亡，留下中子星或黑洞；理論上，這些中子星或黑洞能以螺旋的方式向伴星靠近，最終發(fā)生碰撞，從而引發(fā)超新星。
現(xiàn)在，天文學家可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種由合并引發(fā)的伴星內(nèi)核坍塌，最終形成超新星的證據(jù)。在 9 月 2 日的《科學》（Science）雜志網(wǎng)絡(luò)版上，研究人員詳細介紹了他們的發(fā)現(xiàn)，這是一個新的超新星類型，我們?nèi)〉昧耸状伟l(fā)現(xiàn)。
利用甚大天線陣巡天項目（VLASS）的數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)了 2017 年發(fā)生的一次極其明亮的無線電波耀斑事件，其編號為“VT J121001+4959647”。甚大天線陣巡天項目通過掃描夜空來尋找明亮的無線電爆發(fā)事件。Dillon Dong 表示，這次爆發(fā)并沒有出現(xiàn)在早期的射電調(diào)查中，它是“迄今為止探測到的無線電輻射最明亮的超新星”。
通過后續(xù)的無線電和光學分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，該無線電耀斑來自一顆被濃厚氣體外殼包圍的恒星。這層氣體物質(zhì)很可能是在無線電信號發(fā)射之前的幾個世紀就從恒星中噴射出來了。
這顆恒星的前身經(jīng)歷了一次導(dǎo)致其質(zhì)量損失的爆炸，從其大氣中噴射出的質(zhì)量超過了該恒星本身的質(zhì)量。研究人員認為，當這顆恒星以超新星的形式爆炸時，隨之發(fā)生了射電暴，爆炸產(chǎn)生的碎片撞擊到周圍的氣體外殼，產(chǎn)生了無線電耀斑。
研究人員隨后檢查了之前的 X 射線數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，2014 年，在與 VT J121001+4959647 相同的地方出現(xiàn)了 X 射線噴流。他們認為，這些噴流發(fā)生在恒星變成超新星的過程中，殘留的死亡恒星將氣體從伴星上撕裂下來，形成了一個致密的氣體外殼。這種明亮的無線電輝光是在這顆死去的恒星 —— 以中子星或黑洞的形式 —— 撞擊它幸存同伴后產(chǎn)生的。
隨著中子星或黑洞螺旋式靠近，它將撕開恒星的大部分大氣層，并將其噴射到很遠的地方，如果它到達該恒星的核心，理論上它可以破壞核聚變，觸發(fā)超新星爆炸，并發(fā)射我們所觀察到的噴流。
目前，研究人員現(xiàn)在計劃進一步監(jiān)測 VT J121001+4959647，以更多地了解大質(zhì)量雙星系統(tǒng)如何相互旋轉(zhuǎn)，這是很難用計算機模擬的，這樣的系統(tǒng)或許能讓我們最清楚理解兩顆恒星合并時發(fā)生的物理現(xiàn)象。
當然，更多的發(fā)現(xiàn)可能還有待研究人員進一步探索。過去十年，天文學中最令人興奮的發(fā)現(xiàn)之一是，大多數(shù)大質(zhì)量恒星誕生于雙星系統(tǒng)、三星系統(tǒng)、四星系統(tǒng)等等，其中大多數(shù)恒星的距離非常近，在恒星的生命周期中有強烈的相互作用。以前，天文學家孤立地模擬了這些恒星，現(xiàn)在我們意識到，這些恒星之間的相互作用能產(chǎn)生一系列豐富的現(xiàn)象，很值得探索，由合并引發(fā)的超新星爆炸可能只是冰山一角。隨著下一代巡天調(diào)查和理論天體物理學的新發(fā)展，我們可能會發(fā)現(xiàn)，恒星會以各種意想不到的方式運行。
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