一項國際研究:為什麼有些超新星不會發生伽馬射線爆發?而有些會

2020-12-05 天文在線

百家號獨家內容。

天文學家已經看到一個巨大恆星的死亡，為這一問題提供了新的證據。在發表在《自然》雜誌上的一篇論文中，一個國際小組報告了其對一顆產生伽馬射線爆發（GRB）的高質量恆星和超新星的死亡的詳細研究。

圖解：藝術家描繪的超新星。噴流與恆星外層的相互作用形成了一個包住噴流頭部的繭，相對於噴流方向開始橫向傳播。

圖源：ANNA SERENA ESPOSITO

GRB是宇宙中最強大的爆炸，持續幾秒鐘，並發出與宇宙中幾乎所有恆星一樣多的光。這種極端的能量只能在災難性事件中釋放，例如超大質量恆星的死亡，並且還會產生可見的超新星或極超新星，後者比超新星的能量高5到50倍。

研究人員表示，雖然GRB和極超新星之間的聯繫已經確立，但尚不清楚為什麼有些極超新星沒有相關的GRB。通過對長期GRB和附近罕見極超新星的詳細觀察，由西班牙Andalusia天體物理研究所的Luca Izzo領導的研究小組發現了熱繭形成中的缺失環節。

「對於少數沒有伴隨GRB的極超新星，在他們的光譜中觀察到了過量的高速物質，這些物質歸因於熱繭，即源恆星中一種從未從內部突破到內表面的噴流。「來自美國華盛頓大學的物理學家Chryssa Kouveliotou說。

「通過最近的這次事件，我們發現噴流為繭提供了很大一部分能量，這使得噴流和伽馬射線能夠突破恆星表面。這是我們第一次真正直接在一個崩潰的大型恆星的核心看到它。「

2017年12月，在位於距地球約5億光年的螺旋星系中，研究人員發現了現在稱為171205A的GRB，其成為有史以來第四個最接近長期的GRB。由於它如此接近並且很早就被發現，它們能夠每天監測源的演變，隨著時間的推移，在許多波長下對該事件都捕獲了前所未有的信息。

幾天之內，報導了道極超新星存在的證據，但它很奇特。極超新星的特點是以速度約為每秒30,000公裡高速膨脹，但這一次（命名為SN 2017iuk）在爆炸後的最初幾個小時內膨脹超過了每秒100,000公裡。

「我們首先注意到一種奇特的成分，顯示出非常高的速度和不尋常的化學成分，這在以前的類似事件中是看不到的，」Kouveliotou說。 「這些特徵與我們觀察到的從GRB源恆星逃離的中央引擎的物質的假設完全符合。」

事實上，該團隊確實觀察了一個熱繭從星球內部獲取物質轉移到外層。大約三天後，熱繭逐漸消失，極超新星開始表現得與先前觀察到的相似。

研究人員指出，在極超新星的早期，熱繭發出的能量大於GRB發射的能量，這意味著噴流將大部分能量沉積到了繭中。這些結果表明，被扼制的噴射確實是一些超新星似乎與GRB無關的原因。

研究人員指出，這些研究結果對未來如何構建超新星和極超新星爆炸模型會產生一定的影響。「在超新星的標準模型中，原子核的崩潰導致準球形爆炸，繭產生的這種能量發射的證據表明，噴流在核心坍縮的超新星中起著重要作用，這意味著我們將需要在極超新星爆炸模型中考慮它「，Izzo說。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.NICK CARNE-cosmosmagazine

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 超新星爆發:伽馬射線暴只屬於最強者
    天文學家使用甚大陣射電望遠鏡（VLA）發現，產生伽馬射線暴（GRB）的超新星爆發與不產生的爆發之間存在「缺失的一環」。科學家發現，於2012年觀測到的一個恆星爆發具有產生伽馬射線暴的很多特徵，但最終卻並沒有產生。
  • 蔚為壯觀的超新星爆發,為什麼如此值得研究?
    那麼，為什麼要研究超新星呢？超新星爆發是非常壯觀的，亮度可以一下子提高100億倍，是現在已知恆星世界中最激烈的爆發現象。天體物理學家一般認為，超新星是恆星演化的一個十分關鍵的階段。對於質量比太陽大3.5倍以上的恆星，在其演化的晚期，核心部分的核能源用盡之後，會發生星體核心的大坍縮，並由此引起一種核反應而導致星球大爆炸。
  • 探測器發現迄今最強伽馬射線暴 伴隨超新星爆發
    伽馬射線暴原理示意圖 　　新浪科技訊 北京時間11月26日消息，據美國《探索》雜誌網站報導，今年4月27日，天文學家們注意到在宇宙深處發生了一次強烈的爆發事件。這是有記錄以來探測到的強度最大的伽馬射線暴(GRB)事件，這一事件讓科學家們重新思考現有的有關這種爆發事件的形成機制理論是否需要修正。　　一般認為，伽馬射線暴是由大質量恆星突然塌縮後形成的黑洞所驅動的。黑洞的形成會驅使大量相對論性粒子穿越塌縮物質，形成劇烈的衝擊波，並引發伽馬射線輻射。
  • 如果超新星發出伽馬射線對人類有傷害,是不是看見爆發就是死亡?
    這個小夥伴提出的問題很有意思，為什麼這麼說呢？難道伽馬射線就是死亡射線嗎？我們要科學地去看待超新星爆發，因為，只要是超新星，一定不在我們的太陽系裡。我們也要認真地了解一下什麼是超新星。一．超新星釋放出的伽馬射線是具有能量的射線超新星會釋放出各種各樣的射線，其中伽馬射線就是其中的一種。那麼伽馬射線有多大的能量呢？我們先看看人類對伽馬射線的應用。伽馬射線對工業，農業，軍事，醫療等領域都有著廣泛的應用。
  • [圖]探測器發現迄今最強伽馬射線暴 伴隨超新星爆發
    可以看到此次伽馬射線暴GRB 130427A發生前後的明顯信號變化伽馬射線暴原理示意圖一般認為，伽馬射線暴是由大質量恆星突然塌縮後形成的黑洞所驅動的。黑洞的形成會驅使大量相對論性粒子穿越塌縮物質，形成劇烈的衝擊波，並引發伽馬射線輻射。
  • 如果距離地球四光年的恆星發生了超新星爆發,我們會怎麼樣?
    超新星爆發是大質量恆星在主序期結束後，向中子星或者黑洞演化過程中的一個歷經階段，從我們捕捉到的超新星爆發的現象來看，無論是從亮度，還是釋放出來的巨量高能粒子，都是普通恆星遠遠無法比擬的。那麼，如果在距離地球4光年的區域發生了超新星爆發，我們的地球會怎麼樣呢？
  • 70億年前的超新星爆發,地球如今才發現,爆發的能量驚人
    引言：眾所周知，行星本身是不會發光的，靠的是反射宇宙中恆星的光線。然而除了太陽之外，宇宙中還存在無數的恆星。既然如此，為什麼地球不是一天二十四小時都是像白天一樣亮呢？為什麼只有在晚上，我們才可以看到其他的星星呢？
  • 距離太陽系634光年的參宿四發生超新星爆發,我們會看到什麼?
    現代理論認為，質量大於太陽8倍以上的恆星，在演化後期會發生超新星大爆炸，爆炸後核心殘留的質量，會形成一個至密的中子星；質量大於太陽30倍以上的恆星，發生超新星大爆炸後，中心殘餘質量會形成一個黑洞。參宿四不管質量是太陽的11倍還是20倍，註定都無法成為一個黑洞，只能夠成為一顆中子星。但發生超新星大爆炸是無可避免的。
  • 為什麼有些超新星會被炸得「屍骨無存」?你所不知道的宇宙
    在宇宙中，藍色比紅色溫度高我們的太陽也是矮星，不過顏色稍微發生了一點變化：黃矮星。這是為什麼呢？因為太陽的溫度高呀，紅矮星的表面溫度一般2500℃以上，最高不會超過5000℃，而太陽的表面溫度高達5770℃。
  • 哈勃揭示了伽馬射線爆發主星系中的第一個高解析度細節
    自1967年發現以來，國際太空飛行器已經收集了大約3000次爆炸的信息，今天我們知道它們起源於星系 - 通常是在遠距離。然而，這些神秘物體的確切性質卻讓科學家望而卻步。解釋它們發生的許多不同理論都涉及暴力和高能量現象，範圍從碰撞的中子星到坍縮的大質量恆星，即所謂的超新星。這一爆發的故事，由天文學家命名為GRB 980425，是一個不同尋常的故事。
  • 恆星死亡時可能不會出現超新星爆炸
    一些黑洞以閃耀光芒展現其誕生，而另一些則悄然降生斯皮策望遠鏡用紅外光看到此圖中大約有40顆紅色超大恆星 據英國《新科學家》雜誌報導，天文學家開始監視數百萬顆巨大恆星，看它們會不會無影無蹤地突然消失科學家認為這種消失行為將支持這樣的一種理論：即一些巨大的恆星在死亡時只是簡單地爆炸而不會出現明亮的超新星爆炸，或伽馬射線的爆發。 當一顆巨大的恆星衰老時，其中心會聚集很多的鐵。最終，此鐵核增長得如此巨大以至於被它自身的重力給壓碎了，形成了一個黑洞。有時此過程伴隨有超新星爆炸，這時恆星外層向外爆發出明亮的可見閃光。
  • 伽馬射線爆發釋放超級能量,未來人類命運何去何從?
    在這一瞬間，一次伽馬射線暴釋放出的能量比太陽一生所釋放出的能量還要多。這就是超超新星（質量為太陽的8至25倍的恆星引力坍縮而成的超新星事件，也可以稱為極超新星、激超新星、特超新星）。你會想，「見鬼，要是這些伽瑪射線照射量能給我使用，一顆超超新星肯定會讓我比綠巨人浩克（電影《無敵浩克》中的主角，因接受過量伽馬射線輻射而變異）更強大。」但事實並非如此。
  • 這是史上最強大的伽馬射線爆發!
    宇宙中有一種神秘的射線，叫伽馬射線，也叫γ射線。γ射線有很強的穿透力，它有利有弊，對細胞有殺傷力，但是醫療上用來治療腫瘤。而來自宇宙的伽馬射線威力無窮，因為伽馬射線會發生伽馬射線暴，伽馬射線暴是宇宙中發生的最劇烈的爆炸，目前來說沒有之一。
  • 20年內5次超新星爆發!這個星系厲害了
    並且，由於這個星系和我們之間的相對位置是垂直的，天文學家得以細緻入微地觀察它和它的超新星們。某些情況下，恆星會在消耗掉所有的氫和氦燃料後走向他們生命的盡頭，並形成超新星。這類超新星被稱為「II型超新星」。根據質量的不同，恆星的遺骸會形成中子星或是黑洞。而在其他大多數情況下，恆星會成為超新星是因為它們吸走了其雙星伴侶的物質，這就是「I型超新星」。
  • 伽馬射線爆發的原因是什麼?
    在過去的幾年裡，已有確鑿的證據表明至少有一些伽馬射線暴與超新星有關。一些伽馬射線暴被觀察到在較長的波長中有「餘輝」——也就是說，首先你會觀察到伽馬射線，然後是x射線，然後是紫外線，然後是可見光。超新星通常由它們的光學「光變曲線」來識別，也就是光隨時間變化的方式。當天文學家記錄了一些伽馬射線暴的餘輝並在光變曲線中看到了超新星的清晰特徵時，確鑿的證據出現了。
  • 宇宙中部分伽馬射線可能由暗物質產生
    來源：新浪科技宇宙中充滿了爆發性的、隱形的伽馬射線（圖中以紅黃兩色表示）。一項新研究稱，暗物質或許也能產生伽馬射線。新浪科技訊 北京時間2月26日消息，據國外媒體報導，伽馬射線是宇宙中最明亮、能量最高的光線，但人眼看不見它們。
  • 太陽會發生超新星爆發嗎?
    這些原子分子之間開始發生碰撞，溫度就會逐漸升高。隨著引力的不斷加強，這些原始的天體內的氫元素相互撞擊力度不斷加大，最終會引爆氫元素的核聚變反應，放出巨大的能量，並同時生產出氦。產生的能量會向外輻射加熱外圍的粒子，使它們不會落入到內部去。
  • 暗物質會不會和伽馬射線暴有關?答案超乎想像!
    伽馬射線暴，宇宙中最強的光；暗物質，宇宙中最神秘的物質，這不僅讓人聯想到兩者是否存在著一絲關聯？一項研究表明，神秘的暗物質可能會影響伽馬射線暴！我們知道，伽瑪射線是宇宙中最明亮、最強大的光，划過人類肉眼無法識別的太空。
  • 為什麼我們很少看到超新星爆發
    1054 年7 月4 日金牛座爆發的一次超新星事件，在近代歷史上留下了廣泛的記載，中國人將其記錄為「客星」，在白天持續超過3周可見，在夜晚可見近兩年。美國原住民在壁畫上也記錄了這一事件。天文學家估計，在過去一千年來銀河系大約有50 顆超新星爆發，大約每20 年一顆。
  • 超新星爆發究竟有多可怕？科學家：造成過地球生物大滅絕
    但是，你不會在這樣浪漫的環境下存活很長時間。很快，你就會死於超新星爆發所產生的宇宙輻射。泥盆紀和石炭紀之間，地球上曾經發生過一次生物大滅絕。近日，一項新的研究指出，宇宙射線可能是這次滅絕的罪魁禍首。然而，最新的研究表明，在距離地球大約65光年遠處有可能有超新星爆發。爆發產生強烈的宇宙射線有可能是導致臭氧層流失的罪魁禍首。