天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了我們?cè)^察到的最強(qiáng)的恒星爆炸

文章介紹了名為SN2016aps的爆炸，它要比典型的超新星爆炸亮500倍。天文學(xué)家稱它的爆炸是宇宙罕見(jiàn)的，但關(guān)于其爆炸類(lèi)型屬于哪類(lèi)還有待商榷。

圖解：SN 1994D（左下方的亮點(diǎn)），一顆位于其宿主星系NGC 4526內(nèi)的IA型超新星

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大質(zhì)量的恒星不會(huì)悄然消亡。他們的消亡是可以使整個(gè)星系黯然失色的壯觀爆炸。并且現(xiàn)在，天文學(xué)家已經(jīng)確認(rèn)了我們所見(jiàn)過(guò)的最強(qiáng)的爆炸恒星。

這顆名為SN2016aps的超新星，是2016年2月22日在距地球45億光年的星系上被潘斯塔爾調(diào)查瞬態(tài)觀測(cè)所觀察到的。

圖解：這是 Pan-STARRS 的標(biāo)志。更多細(xì)節(jié)：2005 年 5 月由 Malia Wisch 設(shè)計(jì)的Pan-STARRS標(biāo)志。

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現(xiàn)在，天文學(xué)家已經(jīng)確定SN2016aps比典型的超新星爆炸亮500倍。他們說(shuō)，它是我們?cè)?jīng)見(jiàn)過(guò)的最明亮、最有活力甚至可能是最大的超新星——將它推向了超新星這一大類(lèi)別。

“SN2016aps的爆炸在很多方面是壯觀的，”來(lái)自哈佛大學(xué)的天文學(xué)家埃多·伯格這樣解釋?！安粌H僅是因?yàn)樗任覀冊(cè)?jīng)看到過(guò)的其他超新星亮，而且它有許多性質(zhì)和特征使它比宇宙中其他恒星的爆炸更為稀有?！?/p>

圖解：NASA?藝術(shù)家對(duì)超亮超新星SN2006gy爆炸的印象

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雖然SN2016aps在2016年1月到達(dá)了高峰，對(duì)它的觀察卻不局限于那段時(shí)間。當(dāng)超新星在潘斯塔爾數(shù)據(jù)中被發(fā)現(xiàn)后，天文學(xué)家一直在仔細(xì)觀察天體如何隨時(shí)間的流逝變暗，這一過(guò)程仍在發(fā)生。

他們也觀察了2016年1月高峰之前獲得的數(shù)據(jù)，并且看到SN2016aps在大爆炸前幾個(gè)星期一直在發(fā)亮，可以追溯到2015年12月。

SN2016aps的總動(dòng)能大約為5x1052erg,與著名的1998超新星SN1998bw相媲美，從前身星的25倍到太陽(yáng)重量的40倍。但是SN2016aps的峰值亮度為4.3x1044erg，比1998bw超新星的峰值亮度亮1x1043-erg倍。

“這顆超新星強(qiáng)烈的能量輸出指向了一個(gè)質(zhì)量驚人的恒星祖先，”伯格說(shuō)。“從誕生起，這顆恒星的重量至少是太陽(yáng)的100倍?！?/p>

盡管如此，這顆恒星自身可以產(chǎn)生這樣巨大的爆炸是不可能的。實(shí)際上，正如對(duì)這顆超新星的光譜觀測(cè)結(jié)果所揭示的那樣，它確實(shí)有一些奇特之處。

圖解：

光譜學(xué)的一個(gè)例子：棱鏡通過(guò)將白光分散成其組成顏色來(lái)分析白光。

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“我們確定在它爆炸前最后這幾年，隨著它劇烈地震動(dòng)，這顆恒星擺脫了一個(gè)質(zhì)量龐大的氣殼，”伯明翰大學(xué)的天文學(xué)家馬特·尼科爾說(shuō)?！氨埡∨c這個(gè)巨大的外殼碰撞導(dǎo)致了超新星的難以置信的亮度。它從根本上為爆炸增添了燃料。”

雖然瀕臨消亡的恒星質(zhì)量下降是正常的，但是一顆恒星在距離爆炸這樣短的時(shí)間內(nèi)質(zhì)量下降這么多是不尋常的。關(guān)于如何以及為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象的研究需要通過(guò)模擬試驗(yàn)和建模來(lái)進(jìn)行。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了高水平的氫，這令人費(fèi)解，因?yàn)榇筚|(zhì)量的恒星在形成超新星之前通常會(huì)驅(qū)散出大部分氫。但這個(gè)謎題有一個(gè)答案：這顆大恒星曾經(jīng)是由兩顆小恒星合并而成的。

“SN2016aps能保持住它的氫，這促使我們推斷出兩顆質(zhì)量較小的恒星已經(jīng)合并在一起，因?yàn)橘|(zhì)量較低的恒星保持氫的時(shí)間更長(zhǎng)?！辈裾f(shuō)。

這顆合并前恒星的質(zhì)量和氫的豐度可能使SN2016aps成為一種罕見(jiàn)的超新星類(lèi)型，只能在富含氫和氦的超大質(zhì)量恒星中才能看到，稱為脈沖對(duì)不穩(wěn)定性超新星。

這是一個(gè)看起來(lái)像一顆非常明亮的超新星的事件，但只有一部分恒星的質(zhì)量被吹到太空中，留下一顆質(zhì)量較低的恒星，最終將經(jīng)歷一次真正的超新星。

一個(gè)較低的可能性，但仍然是一種可能性，是全對(duì)不穩(wěn)定性超新星。這是指當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星的核心非常熱時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生電子-正電子對(duì)，從而降低阻止恒星瓦解的輻射壓力。這會(huì)導(dǎo)致失控的核爆炸，將恒星完全炸開(kāi)，甚至沒(méi)有留下核心殘留物。

圖解：當(dāng)一顆恒星質(zhì)量很大時(shí)，其核心產(chǎn)生的伽馬射線會(huì)變得非常有能量，以至于它們的一些能量會(huì)流失到粒子和反粒子對(duì)的產(chǎn)生中。由此產(chǎn)生的輻射壓力下降導(dǎo)致恒星在其自身巨大的引力作用下部分坍縮。在這種劇烈的坍縮之后，失控的熱核反應(yīng)（此處未顯示）隨之而來(lái)，恒星爆炸。 圖源：wikipedia

我們至今仍不知道這些SN2016aps中哪一個(gè)是。需要進(jìn)行細(xì)節(jié)的模擬試驗(yàn)來(lái)幫助解決這個(gè)問(wèn)題。

但是現(xiàn)在SN2016aps已經(jīng)被確認(rèn)，我們將能夠探索更多類(lèi)似的事件。這也可以幫助我們描繪這些不可思議的爆炸。

“SN2016aps的鑒定為從第一代恒星中鑒定類(lèi)似的事件開(kāi)辟了道路。”伯格說(shuō)。

“隨著即將到來(lái)的大型天氣觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡的問(wèn)世，我們可以從宇宙歷史的最初十億年中發(fā)現(xiàn)這樣的爆炸，屆時(shí)將會(huì)有大量的例子?！?/p>

圖解：維拉C.魯賓天文臺(tái)，以前被稱為大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡（LSST），是目前正在建設(shè)中的智利的天文觀測(cè)臺(tái)。 圖源：wikipedia

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然天文學(xué)》上。

BY:?MICHELLE STARR

FY:?張玉兔

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