「部分超新星」在銀河系中炸飛了白矮星

2020-08-19 流芳科學

一項新的研究發現，一個奇怪的白矮星在銀河系中hurt繞，可能是「部分超新星」的倖存者。白矮星是地球大小酷而暗淡的死亡恆星核心，它們在中等大小的恆星耗盡燃料並脫落外層後被留下。有一天，我們的太陽將變成白矮星，銀河系中超過90％的恆星也將變成白矮星。

  • 超新星噴射出的物質起初將非常迅速地膨脹，但隨後逐漸減速，形成了熾熱的發光氣體的複雜巨型氣泡。最終，爆炸的白矮星燒焦的殘骸將超過這些氣態層，並加速其穿越銀河的過程。圖片：©Mark Garlick /華威大學

先前的研究發現，白矮星通常具有分層排列的內部結構。它們的核心主要是碳和氧，通常被一層氦氣然後一層氫包圍。檢查白矮星的天文學家通常只會看到氫，只有氦，有時還會看到氦和碳的混合物。在一項新的研究中，科學家將白矮星SDSS J1240 + 6710歸零，距地球約1,430光年。在2015年被發現，先前的工作發現這顆白矮星的大氣異常，似乎既沒有氫也沒有氦，而是由氧氣，氖氣，鎂和矽的怪異混合物組成。

這項新研究的研究人員使用哈勃太空望遠鏡仔細觀察了白矮星，並確定了物體大氣中的碳，鈉和鋁。他們說，這種混合使白矮星與之前已知的其他矮星區別開來。在這項研究中，科學家們還發現，白矮星以每小時約560,000英裡（每小時900,000公裡）的速度與銀河系的旋轉方向相反。此外，它對白矮星的質量特別低-僅佔我們太陽質量的40％。

研究的主要作者，英國沃裡克大學的天體物理學家鮑裡斯·甘西克（BorisGänsicke）表示：「當我們發現這隻異常的白矮星質量非常輕且移動迅速時，確實激發了我對過去發生的事情的好奇心。」 有什麼可能解釋關於這個白矮星的所有這些奇怪的細節？這項研究的研究人員認為，熱核爆炸並沒有完全摧毀白矮星，而是「部分超新星」爆炸了整個銀河系中剩餘的物體。

超新星是宇宙中最強大的恆星爆炸，其亮度足以使整個星系瞬間發光。當白矮星從同伴恆星虹吸掉過多的物質而死亡時，它們就會發生。被盜物產生的所有額外重量擠壓了白矮星的核心，這推動了核心的溫度和密度高到足以引發熱核連鎖反應，從而爆炸性地消滅了白矮星。

就SDSS J1240 + 6710而言，科學家注意到白矮星大氣中所見的元素可能全部是由超新星的最初熱核反應產生的。但是，顯然沒有所謂的鐵元素-鐵，鎳，鉻和錳。 這些較重的元素通常是由較輕的元素烹製而成，並且在白矮星中不存在，這表明它只是通過超新星的一部分，未能達到鍛造鐵族元素所需的高溫和密度。

甘西克說：「這就是使這顆白矮星與眾不同的地方-它確實經歷了核燃燒，但是在它被鐵化之前就停止了。」 「當它發生超新星事件時，可能只是短暫的，也許是幾個小時。」

研究人員建議，SDSS J1240 + 6710與通常經歷熱核超新星的白矮星相比要小。這樣，僅可能發生了微型超新星，即Iax型，即部分超新星，其強度足以遺留大部分白矮星。

「過去，研究人員曾以為熱核超新星會完全摧毀白矮星，但在過去的10或15年中，科學家發現可能發生部分超新星，從而使白矮星的一部分留下來燃燒。並燒焦了。」甘西克說。「爆炸的力量不足以完全破壞恆星。」爆炸將使SDSS J1240 + 6710與其同伴一起爆炸，將物質從小白矮星上撕下，並以其繞夥伴旋轉的速度向深空投擲。這種情況將有助於解釋白矮星的速度，微弱的大小和奇異的氣氛。

根據SDSS J1240 + 6710的質量和溫度，科學家估計這部分超新星發生在大約4000萬年前。關於白矮星的同伴，目前還不清楚，但研究人員認為它可能像SDSS J1240 + 6710一樣是白矮星。

  • 蓋亞號太空飛行器捕獲的銀河系。圖片：©euronews）

先前對熱核超新星起源的研究主要集中在較大的白矮星上。現在，這項新的研究表明較小的白矮星會經歷類似的爆炸，因此未來的模型可以探索這些爆發及其後續殘餘物的外觀，甘斯基說。

「由於蓋亞航天任務能夠識別出50,000多名白矮星候選者，我們可以檢查這些白矮星，以更好地了解在這些類型的部分超新星期間會發生什麼，例如燃燒的產物是什麼」，甘西克說。「希望我們能夠識別出幾十個類似的系統。我們可以開始從一個怪異的異常點發展到一小類系統。」

  • 歐洲航天局蓋亞太空飛行器在銀河系中繪製恆星的藝術家概念。研究人員發現，如果蓋亞繼續執行10年的任務，它可能會發現7萬顆系外行星。（圖片來源：ESA / ATG medialab / ESO / S。Brunier）

未來的研究還可以探索天文學家是否已經檢測到甘恩西克及其同事的短暫暗光，並懷疑與這種奇怪的白矮星有關。甘西克說：「很有趣的是，他們是否能夠找到這些非常短暫的超新星般的事件，這些事件可能直到現在才被取消，因為它們看上去並不像超新星。」 「由於它們太短了，抓住其中一個的機會非常渺茫，而且幾乎沒有時間跟進這種檢測是否真實。但是原則上，表明這些事件是真實的數據存在於某個地方。」科學家在7月15日的《皇家天文學會月刊》在線上詳細介紹了他們的發現。

研究/來自：SPACE

參考文獻：百度百科、科學與天文學、《皇家天文學會月刊》

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