一颗远古白矮星的爆炸 似乎没有遵循长期公认的规则

  • 日期:09-01
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G299 资料图(来自:NASA / CXC / U.Texas,via New Atlas)

白矮星是类似太阳的恒星,在生命末期所经历的一个阶段。在耗尽其燃料供应后,这些恒星会将外层剥落,抛洒到行星状星云中,并留下一个昏暗的核心,这就是白矮星的形成。

然而在某些情况下,这些残余物也会在后续发生爆炸 —— 尽管科学家一直认为它有一个明确的质量限制,吵过后就会使白矮星发生爆炸。

1930 年,印度天体物理学家 Subrahmanyan Chandrasekhar 确定了这个限值为 1.4 倍太阳质量。其一直被普遍认同,直到现在。因为加州理工的一支天文学家团队,已经发现了某些例外。

据悉,团队调查了 Chandrasekhar 的极限,并发现了一个意想不到的模式 —— 一颗古代白矮星,曾以更小的质量爆炸。而随着时间的推移,爆炸开始发生在更大质量的案例中。

在夏威夷 Keck II 望远镜的帮助下,研究团队证实了这一发现。于是他们开始研究古代星系 —— 那些在宇宙“大爆炸”后大约 10 亿年间、显著停止生成新恒星的星系。

结果发现,这些星系中的恒星,似乎比往常设想的镍含量要少得多。奇怪的是,当白矮星爆炸时,本该会形成更多镍和铁之类的重元素,并继续借此孕育未来的恒星。

然而较低浓度的镍元素含量,表明了诞生这些恒星之前的白矮星,其实是在较低的质量下爆炸的 —— 与我们的太阳质量差不多 —— 也正因为如此,Chandrasekhar 的极限才低了那么多。

首席研究员 Evan Kirby 表示 —— 我们发现,在早期宇宙中,白矮星在较低的质量下爆炸,而不是在宇宙的生命后期爆发。然而目前,我们并不清楚是什么因素推动了这一变化。

鉴于了解白矮星的爆炸,也是理解我们所在的宇宙的一个关键,未来还有许多谜题在等待着我们去揭开。

当白矮星和超新星非常一致的时候,总能达到相同的最大亮度,并在黯淡前持续相同的时间 —— 这种事件就被称作 Ia 型超新星。它们非常均匀,亮度接近标准烛光,可用于距离的测量。

Kirby 补充道:“我们将 Ia 型超新星的亮度称作‘标准烛光’,如果你瞄一眼远处的蜡烛,它会看起来比近距离的那枚更暗。反之,若你知道了它的亮度,就可反推出大致的距离”。

在计算宇宙膨胀速度等方面,借助 Ia 型超新星是一项相当实用的方法。研究宇宙学的朋友,一直在使用它。现在最重要的,是了解它们的来源,并描述产生产生这些爆炸的白矮星。

接下来,Cal-tech 研究团队计划对其它重元素(如锰的浓度)展开研究,以便为这项调查结果提供更可信的理论支撑。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《天体物理学》杂志上。

原标题为:《Evidence for Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae from Stellar Abundances in Dwarf Galaxies》

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