當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星到達生命的盡頭時，會成為超新星爆炸。但有一種獨特的超新星，它的亮度要高得多，天文學(xué)家對此了解的不多，這種超新星可能會被證明對測量宇宙很有用。

這些事件被稱為超超新星，通常比普通超新星亮10到100倍，但要罕見得多。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約100個，但這些超超新星事件的許多方面仍然難以捉摸。

例如，為什么它們比普通超新星要亮得多，是什么恒星造成了它們？天文學(xué)家希望在未來幾年內(nèi)回答這些和更多的問題，各種研究正在進行中，以前所未有的方式理解這些事件。斯德哥爾摩大學(xué)的RagnHild Lunnan博士是Supers項目的聯(lián)合研究人員之一，該項目試圖找出哪些恒星導(dǎo)致了超超新星的形成。由于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個這樣的超超新星活動，該研究團隊正在建立這些活動的最大集合，以努力了解更多關(guān)于它們的信息。

通過跟蹤這些超新星演化到非常晚的階段，可以破譯它們的結(jié)構(gòu)，這會告訴我們關(guān)于爆炸的恒星情況，以及它可能是如何爆炸的。為了發(fā)現(xiàn)這些爆炸，研究團隊正在使用一種名為茲維基瞬變設(shè)施(ZTF)的相機，該相機是美國加利福尼亞州帕洛馬天文臺的一部分，用來測量天空。預(yù)計每個星系每個世紀(jì)只有一顆超新星，1000顆甚至10000顆超新星中只有一顆是超超新星。但是，通過同時觀察許多星系和ZTF，就有可能發(fā)現(xiàn)更多。

與較老的星系相比，在恒星形成的星系中發(fā)現(xiàn)超超新星的頻率更高，這意味著它們很可能是年輕恒星的爆炸。此外，在化學(xué)信息的原始的星系中發(fā)現(xiàn)它們，天文學(xué)家稱之為低金屬豐度，這也是一條線索，它們與非常大質(zhì)量的貧金屬星有關(guān)。早在2018年，團隊發(fā)現(xiàn)了一顆超超新星，其周圍環(huán)繞著一層巨大的物質(zhì)外殼，很可能是在其短暫生命的最后幾年噴出，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)外殼，表明恒星一定非常大的另一個線索。

走向超新星

超超新星形成的確切過程是另一個問題，通常情況下，恒星可以通過獨立塌縮，或者在爆炸發(fā)生之前與一顆被稱為白矮星的小而致密恒星共享物質(zhì)，即1a型超新星，成為超新星。但是在超超新星件中會發(fā)生什么呢？來自以色列魏茲曼科學(xué)研究所的Avishay Gal-Yam博士一直在試圖回答這個問題，也參與了一項研究項目，該項目一直在使用像ZTF這樣的相機對夜空觀測，這些相機具有高速的觀測頻率。

這意味著它們在事件發(fā)生后不久就顯示了一個事件，以研究超新星爆炸。以前只能在超新星發(fā)生大約兩周后才能看到它們，但ZTF對天空的持續(xù)觀察，使天文學(xué)家能夠在大約一到兩天內(nèi)看到它們，這對超超新星來說特別有用。一顆普通的超新星可以在幾周內(nèi)變亮和變暗，但超超新星的壽命可以延長幾倍，同時達到峰值亮度的速度也會更慢。超超新星爆炸達到頂峰的時間可能需要幾個月，有時甚至更長。

因此，對這些天體的研究重點不是快速觀察，而是持續(xù)的后續(xù)觀測，這需要幾個月甚至幾年的時間。到目前為止，Gal-Yam博士和團隊已經(jīng)發(fā)表了幾項研究，檢驗了這些事件如何發(fā)生的一些理論。一種想法是，正常超新星會留下一顆快速旋轉(zhuǎn)、高度磁化的中子星，稱為磁星，它就像一塊巨型磁鐵，向超新星爆炸注入能量。但Gal-Yam博士更青睞的理論與倫南博士倡導(dǎo)的理論相同，即大質(zhì)量恒星坍塌是原因。

距離和標(biāo)準(zhǔn)蠟燭

從能量總量和持續(xù)發(fā)射的很長時間來看，是什么產(chǎn)生了如此多的能量，能夠為如此發(fā)光的發(fā)射提供動力？最耐人尋味的是一顆質(zhì)量比太陽大100倍的超大質(zhì)量恒星爆炸。雖然許多關(guān)于超超新星的問題仍然沒有答案，但它們已經(jīng)被證明是宇宙中有用的距離標(biāo)記。被稱為“標(biāo)準(zhǔn)蠟燭”的明亮事件，如超新星，可以告訴我們一個特定的星系有多遠，因為我們知道它們應(yīng)該有多亮，即一個標(biāo)準(zhǔn)蠟燭，一種已知光度的物體。

該研究項目著眼于像這樣的超新星爆炸事件如何對宇宙學(xué)研究有用。如果你能在天空中找到它，并測量它對我們地球上的人來說有多亮，就能知道它有多遠了。超超新星的亮度使它們特別有用，研究團隊利用智利塞羅托洛美洲天文臺(Cerro Tololo Inter-American Observatory)對夜空進行的暗能量觀測(DES)發(fā)現(xiàn)，在距離地球80億光年的星系中，有20多顆超超新星，這給了我們一個新的宇宙距離階梯。

這樣我們得到了遙遠宇宙中這些物體的新數(shù)據(jù)集，隨著這些超超新星事件的樣本量不斷增加，天文學(xué)家現(xiàn)在將希望一勞永逸地回答是什么導(dǎo)致了這些事件。即將到來的望遠鏡，如智利的維拉·C·魯賓天文臺(Vera C.Rubin Observatory)，可能會被證明是至關(guān)重要的，它將對夜空進行新的掃描觀測，并發(fā)現(xiàn)比以往任何時候都多的此類天體。處在這個時代，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了如此之多的天體，即使是稀有的超超新星也是如此，這就很有趣了。

博科園｜研究/來自：Horizon

參考期刊《The EU Research & Innovation Magazine》

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