克卜勒的超新星遺蹟：400年後，恆星爆炸產生的碎片未減緩

天文學家利用美國宇航局的錢德拉x射線天文臺，記錄了從爆炸恆星處以超過每小時2000萬英裡的速度噴出的物質。這比地球上的聲速快25000倍。

克卜勒超新星殘骸是一顆爆炸的恆星的殘骸，這顆恆星距離我們的銀河系大約2萬光年。1604年，早期的天文學家，包括以該天體命名的約翰內斯·克卜勒，目睹了超新星爆炸，摧毀了這顆恆星。

我們現在知道克卜勒超新星遺蹟是一個所謂的Ia型超新星之後,在一個小密集的明星,被稱為白矮星,超過臨界質量限制接觸過伴星之後,經歷了一個熱核爆炸打破了白矮星及其仍向外發射。

最新的研究追蹤了克卜勒

殘骸中15個小「節」的速度，這些碎片都以x射線的形式發光。據測量，最快的節速度為每小時2300萬英裡，這是在x射線中探測到的超新星殘骸的最高速度。節的平均速度約為每小時1000萬英裡，衝擊波以每小時1500萬英裡的速度膨脹。這些獨立的結果證實了2017年在克卜勒超新星殘骸中發現的時速超過2000萬英裡的節。

在最新的研究中，研究人員通過分析錢德拉x射線光譜估計了結點的速度。錢德拉x射線光譜給出了2016年獲得的不同波長的x射線強度。通過比較x射線光譜特徵的波長與實驗室值，並利用都卜勒效應，他們測量了從錢德拉到殘骸沿視線的每個節的速度。

他們還使用錢德拉在2000年、2004年、2006年和2014年拍攝的圖像來檢測這些節的位置變化，並測量它們垂直於我們視線的速度。這兩種測量結合起來，就可以估計出每個結在三維空間中的真實速度。一個圖形給出了一個可視化的解釋如何運動的節奏圖像和x射線光譜被合併估計總速度。

2017年的工作使用了與新研究相同的通用技術，但使用了錢德拉上不同儀器的x射線光譜。這意味著這項新的研究對繩結在視線內的速度有了更精確的測定，因此也就得到了所有方向上的總速度。

在這張錢德拉望遠鏡拍攝的克卜勒超新星殘骸的四幅新圖像序列中，紅色、綠色和藍色分別顯示了低、中、高能x射線。電影放大顯示了幾個移動最快的繩結。

克卜勒的高速度與科學家們在超新星爆炸幾天或幾周後觀察到的其他星系超新星爆炸的光學觀測相似，遠在幾十年後超新星殘骸形成之前。這一對比表明，在爆炸後大約400年的時間裡，克卜勒的一些節點幾乎沒有因為與殘骸周圍物質的碰撞而減速。

根據錢德拉光譜，15節中的8節肯定是遠離地球的，但只有2節被確認是向地球移動的。(其他五個在我們的視線範圍內沒有清晰的移動方向。)這種在運動中的不對稱的節暗示著碎片可能不對稱沿我們的視線，但更多的節需要研究來證實這個結果。

最高總速度的四個節都位於明亮x射線發射的水平波段上。其中三個在特寫鏡頭中被標記。這四個節都在一個相似的方向上運動，並且有類似數量的重元素，如矽，這表明所有這些節中的物質都起源於爆炸的白矮星的同一層。

另一個移動最快的結位於殘骸右側的「耳朵」上，這支持了一個有趣的想法，即殘骸的三維形狀更像一個足球而不是一個均勻的球體。這個結合另外兩個是用箭頭標記在一個特寫視圖。

高速材料的原因尚不清楚。一些科學家提出，克卜勒超新星遺蹟來自一種異常明亮的Ia型超新星，這可能解釋了快速移動的物質。還有一種可能是，遺蹟周圍的直接環境本身就是塊狀的，這可以讓一些碎片通過低密度的區域，避免被大大減速。

2017年的研究團隊還利用他們的數據，對之前對超新星爆炸位置的估計進行了修正。這使他們能夠尋找可能在超新星爆炸後留下的白矮星的伴星，並進一步了解引發爆炸的原因。他們發現殘骸中心附近缺少明亮的恆星。這意味著像太陽這樣的恆星在達到臨界質量之前不會向白矮星提供物質。取而代之的是兩個白矮星的合併。