我國科學家「雙星模型」破超新星難題

2020-11-22 科學網

 

本報訊 日前，中科院雲南天文臺韓佔文創新團隊在Ia型超新星前身星領域的研究工作取得新進展。以博士研究生王博為第一作者撰寫的這一最新研究成果近期發表在國際學術期刊《皇家天文學會月刊》（MNRAS）上。該研究成果已相繼被英國皇家天文學會網站、BBC等國際媒體報導。

 

據了解，Ia型超新星具有可校準的光度，可當做標準燭光，用來測定宇宙學距離，從而探索宇宙的形狀。上世紀末，Ia型超新星測距研究使人們認識到宇宙在加速膨脹，從而推論出暗能量的存在。這不僅是天文學，更是物理學的巨大突破。Ia型超新星因其在宇宙學中的特殊地位被美國《新千年天文學和天體物理學》列為近10年內恆星研究的主要對象之一。

 

隨著觀測技術的提高，研究人員已找到越來越多的Ia型超新星，並且發現約有一半的Ia型超新星的延遲時間小於1億年（Ia型超新星的延遲時間是指從雙星系統的形成到發生Ia型超新星爆炸的時間間隔）。這就意味著，還存在著更年輕的Ia型超新星。

 

科學家認為，年輕Ia型超新星的存在可能對現有的星系化學演化模型產生衝擊，因為在超新星爆炸後，它們會更早地產生大量的鐵，並將這些鐵反饋回它的寄主星系。此外，在宇宙學方面，因為Ia型超新星被用作宇宙學距離指示器，所以需要對其有更深入的認識。但是，現有的Ia型超新星前身星模型都很難對這些年輕Ia型超新星進行解釋。

 

針對這一難題，韓佔文創新團隊首次提出了Ia型超新星前身星的碳氧白矮星加上氦星的雙星模型，指出一個碳氧白矮星可以通過洛希瓣從一個氦星或者是一個處於亞巨階段的氦星吸積物質，最後達到其最大穩定質量極限，從而發生Ia型超新星爆炸。這一模型可以解釋年輕的Ia型超新星的形成並與實際觀測結果基本吻合。碳氧白矮星加上氦星雙星系統是雙星演化理論的產物，也就是說雙星演化理論可以自然地產生這樣的雙星系統，並且，在實際觀測中也存在著這樣的雙星系統。

 

此外，Ia型超新星在爆炸後會剩下一個殘留伴星。搜尋這些殘留伴星對認識Ia型超新星前身星的本質具有重要意義。該創新團隊目前已經給出了銀河系內當前時刻Ia型超新星殘留伴星的詳細特徵，這些特徵有助於在實際觀測中搜尋這些殘留伴星。創新團隊計劃利用我國的大天區面積多目標光纖光譜望遠鏡（LAMOST）對這些殘留伴星進行搜尋。該研究項目獲得了國家自然科學基金委員會的支持。

 

《科學時報》 (2009-4-15 A1 要聞)

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