为超新星“设定时钟”:数百年前地球时间框架内的恒星爆炸

为超新星“设定时钟”:数百年前地球时间框架内的恒星爆炸尽管天文学家已经看到了银河系和附近星系中众多爆炸恒星的残骸,但往往很难确定恒星消亡的时间线。利用美国宇航局的望远镜研究邻近星系中壮观的超新星遗迹,一个天文学家小组已经发现了足够的线索来帮助“时间倒流”。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315837.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1315837.htm

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惊人的超新星发现挑战恒星演化的标准理论

惊人的超新星发现挑战恒星演化的标准理论在成为超新星的前一年,现在被称为SN2023ixf的红超巨星意外地损失了相当于太阳质量的质量。这幅艺术家的构想图展示了恒星爆炸前质量损失的最后阶段可能出现的情况。图片来源:MelissaWeiss/CfA。核心坍缩超新星和SN2023ixfSN2023ixf是一颗新的II型超新星,由日本山形县的业余天文学家板垣光一于2023年5月在其原生星或起源星爆炸后不久发现。SN2023ixf位于距地球约2000万光年的松轮星系中,它距离地球很近,超新星的亮度极高,而且年龄很小,这使它成为科学家们研究大质量恒星在超新星爆炸中死亡的可观测数据宝库。当红超巨星的质量至少是太阳的8倍,最多可达太阳的25倍时,就会在自身重量的作用下坍缩并发生爆炸,这就是II型超新星或核心坍缩超新星。虽然SN2023ixf符合II型的描述,但由哈佛和史密森天体物理中心(CfA)的天文学家领导的后续多波长观测,以及使用CfA的各种望远镜,发现了新的和意想不到的行为。SN2023ixf是一颗年轻的超新星,由日本山形县的业余天文学家板垣光一于今年早些时候发现,是十年来距离最近的II型超新星之一,也是迄今为止最亮的超新星之一。这幅艺术家的构想图显示了SN2023ixf的明亮爆炸,它是在天文学家之前从未见过的出乎意料的质量损失之后发生的。图片来源:MelissaWeiss/CfA当爆炸产生的冲击波到达恒星外缘时,核心坍缩超新星会在变成超新星后的几小时内产生闪光。然而,SN2023ixf产生的光曲线似乎并不符合这种预期行为。为了更好地理解SN2023ixf的冲击爆发,由CfA博士后研究员DaichiHiramatsu(平松大知)领导的科学家团队分析了来自1.5米Tillinghast望远镜、1.2米望远镜和位于亚利桑那州的CfA设施FredLawrenceWhipple天文台的MMT的数据,以及来自全球超新星项目(LasCumbres天文台的一个重要项目)、NASA的NeilGehrelsSwift天文台和许多其他机构的数据。本周发表在《天体物理学杂志通讯》(TheAstrophysicalJournalLetters)上的这项多波长研究显示,与预期和恒星演化理论截然相反,SN2023ixf的冲击爆发延迟了数天。延迟冲击爆发的影响Hiramatsu说:"延迟的冲击爆发是近期质量损失产生的致密物质存在的直接证据,"他补充说,这种极端的质量损失在II型超新星中并不典型。我们的新观测结果表明,在爆炸前的最后一年里,质量损失巨大且出乎意料--接近太阳的质量。"这张合成照片是在2023年6月27日,也就是SN2023ixf的祖星爆炸后一个多月,用CfA的FredLawrenceWhipple天文台的1.2m望远镜拍摄的,这张照片结合了绿色、红色、近红外和红外光,突出显示了SN2023ixf和针轮星系。SN2023ixf位于银河系的一个旋臂中,这也是大质量恒星爆炸的预期位置。资料来源:S.Gomez/STScISN2023ixf挑战了天文学家对大质量恒星的演化及其成为超新星的理解。虽然科学家们知道核心坍缩超新星是宇宙中原子、中子星和黑洞形成和演化的主要起源点,但对恒星爆炸前的岁月却知之甚少。新的观测结果表明,在恒星生命的最后几年可能会出现不稳定现象,导致质量极度流失。这可能与恒星内核中硅等高质元素核燃烧的最后阶段有关。进一步观测与合作在进行平松大知领导的多波长观测的同时,哈佛大学和CfA的天文学教授、导师埃多-伯杰(EdoBerger)利用夏威夷毛纳凯亚山顶的CfA亚毫米波阵(SMA)对这颗超新星进行了毫米波观测。这些数据直接追踪了超新星碎片与爆炸前流失的致密物质之间的碰撞,这些数据发表在《天体物理学杂志通讯》(TheAstrophysicalJournalLetters)上。伯杰说:"SN2023ixf爆炸的时机恰到好处。"就在几天前,我们开始了一项新的雄心勃勃的三年计划,用SMA研究超新星爆炸,而附近这颗令人兴奋的超新星是我们的第一个目标。要想了解大质量恒星在其生命的最后几年直至爆炸前的表现,唯一的办法就是在它们非常年轻的时候发现超新星,而且最好是在它们附近,然后用多种波长对它们进行研究。我们利用光学望远镜和毫米波望远镜,有效地将SN2023ixf变成了一台时间机器,重建了它的祖星在其死亡前的情况。"业余天文学家的意义这颗超新星的发现本身以及紧随其后的后续工作,对全世界的天文学家,包括那些在自家后院从事科学研究的天文学家来说都具有重要意义。板垣于2023年5月19日在日本冈山的私人天文台发现了这颗超新星。板垣和其他业余天文学家的综合数据确定了爆炸的时间,精确度在两小时之内,这为CfA和其他天文台的专业天文学家的研究提供了先机。CfA天文学家继续与板垣合作,进行持续的光学观测。平松大知说:"业余天文学家和专业天文学家之间的合作在超新星领域有着成功的悠久传统。就SN2023ixf而言,板垣光一发现SN2023ixf后,我立即收到了他的紧急邮件。如果没有这种关系,没有板垣的工作和奉献精神,我们就会错失对大质量恒星的演化及其超新星爆炸获得重要认识的机会。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386957.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1386957.htm

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天文学家设计“早期预警”系统在大质量恒星即将成为超新星时发出警报来自利物浦约翰摩尔斯大学和法国蒙彼利埃大学的天文学家设计了一个“早期预警”系统:当一颗大质量恒星即将在超新星爆炸中结束其生命时发出警报。这项工作于10月13日发表在《皇家天文学会月刊》上。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1326767.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1326767.htm

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哈勃探索螺旋星系NGC 298中II型超新星爆炸的后续场景

哈勃探索螺旋星系NGC298中II型超新星爆炸的后续场景螺旋星系NGC298在美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜拍摄的这张图片中现身。NGC298位于8900万光年之外的鲸鱼座,在这张图片中显得很孤立--只有少数几个遥远的星系和前景恒星陪伴着这个孤独的星系。虽然NGC298看起来很平静,但在1986年,它曾是天文学中最极端的事件之一:一次被称为II型超新星的灾难性恒星爆炸。哈勃的高级观测相机捕捉到了NGC298,作为对II型超新星起源的调查的一部分。所有的II型超新星都是由年轻的大质量恒星的坍缩和随后的爆炸产生的,但是它们可以产生壮观的亮度和光谱特征的多样性。天文学家怀疑,这种宇宙烟花表演的多样性可能是由于气体和尘埃从最终将产生II型超新星的恒星中剥离出来。观察超新星爆炸周围的区域,可以发现保存在这些损失的质量中的原生星的历史痕迹,以及揭示任何在超新星中幸存的伴星。哈勃利用预定观测之间的短暂时间来探索一些II型超新星的后果,希望能够拼凑出II型超新星和产生它们的恒星系统之间的关系。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362265.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1362265.htm

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哈勃望远镜探索“超新星工厂”UGC9684:隔几年就能生产一个太阳这幅哈勃太空望远镜拍摄的螺旋星系UGC9684位于灶神座,呈现出中央条带和周围光环等特征。它因2020年的一颗超新星而突出,并以其频繁的超新星事件和活跃的恒星形成而闻名,成为天文学家关注的焦点。图片来源:ESA/哈勃和NASA,C.Kilpatrick这张图片展示了几个经典的星系特征,包括星系中心的透明条和环绕星系圆盘的光环,令人印象深刻。这张哈勃图像是对II型超新星宿主星系的研究成果。这些大灾变恒星爆炸发生在整个宇宙中,引起了天文学家的极大兴趣,因此自动巡天仪会扫描夜空,试图捕捉到它们的踪迹。让哈勃注意到UGC9684的超新星发生在2020年。在这张拍摄于2023年的照片中,它已经从视野中消失了。值得注意的是,2020年在这个星系中发现的超新星并不是唯一的一颗--自2006年以来,在UGC9684星系中已经发现了四颗类似超新星的事件,使它成为最活跃的超新星生成星系。事实证明,UGC9684是一个相当活跃的恒星形成星系,根据计算,它每隔几年就会产生一个太阳质量的恒星。这种恒星形成水平使UGC9684成为名副其实的超新星工厂,也是希望研究这些特殊事件的天文学家需要关注的星系。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429818.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429818.htm

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天文学家发现了一个罕见的恒星系统注定会成为千新星研究该双星系统的研究人员于2月初在《自然》杂志上发表了一项关于他们的发现的研究。根据这些发现,这个系统已经为千新星爆炸做好了准备,这使得它对天文学家来说是非常罕见的发现。天文学家和该研究的合著者安德烈-尼古拉-切内解释说:我们知道银河系至少包含1000亿颗恒星,而且可能还有数千亿颗。然而,Chené说这个能够产生千新星爆炸的系统是一个"百亿分之一的系统"。这个系统被称为CPD-292176,它包括一颗大质量恒星围绕着一颗较小的中子星运转。不过,这两颗恒星都是对方引力的受害者,当它们在未来的某个时候发生碰撞时,最终会形成千新星爆炸。许多双星系统看到一颗恒星从它的同伴身上撕下物质。图片来源:DESY/H.E.S.S.,科学传播实验室千新星事件是如此的罕见,以至于天文学家说,在像银河系这样的螺旋星系中,预计只存在两个(而且是高端)。因此,这一发现对天文学家来说是突破性的,希望能帮助我们更多地了解这些有趣的双星系统。这些能够发生千新星爆炸的罕见双星系统是如何形成的,其背后的确切科学仍然是一个谜。然而,这一发现确实表明,至少在某些情况下,两颗同胞中子星可以在没有天文学家所说的经典超新星的情况下合并。当然,这种大规模的爆炸不会很快发生,因为与我们自己短暂的生命相比,宇宙的时间线是相当漫长的。因此,天文学家估计,千新星爆炸将在未来一百万年内的某个时候发生,因为伴星仍然需要坍缩到足够的程度。当这种爆炸发生时,人类可能已经消失。但是,如果我们还在这里,也许比詹姆斯-韦伯更强大的望远镜可以观测到这种情况的发生,为我们提供独特的数据,以更好地帮助人类了解我们的宇宙。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343993.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1343993.htm

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