神秘的無氫超新星揭示了大質量恆星的劇烈“垂死掙扎”
據外媒報導,一顆奇特的黃色超新星的前身星引起了天體物理學家對我們宇宙中最巨大的恆星死亡時的可能性進行重新評估。研究小組在最近發表在《皇家天文學會月刊》上的一項新研究中描述了這顆奇特的恆星及其產生的超新星。
在其生命的最後階段,黃色恆星通常被籠罩在氫氣中,這掩蓋了恆星熱的、藍色的內部。但是這顆位於處女座星系團中距離地球3500萬光年的黃色恆星,在爆炸時卻神秘地缺少這個關鍵的氫層。
領導這項研究的西北大學天體物理學跨學科探索與研究中心(CIERA)的博士後查爾斯-基爾帕特里克說:“我們以前沒有見過這種情況。如果一顆恆星在沒有氫氣的情況下爆炸,它應該是極度的藍色–真的,真的很熱。如果一顆恆星的外層沒有氫氣,那麼它幾乎不可能變得如此涼爽。我們研究了每一個可以解釋這樣一顆恆星的模型,每一個模型都要求這顆恆星有氫氣,而從它的超新星來看,我們知道它沒有。它延伸了物理上的可能性。”
基爾帕特里克也是年輕超新星實驗的成員,該實驗使用夏威夷哈雷亞卡拉的Pan-STARRS望遠鏡來捕捉超新星爆炸後的情況。在年輕超新星實驗發現相對較近的螺旋星系NGC 4666中的2019yvr超新星後,該團隊使用了美國宇航局哈勃太空望遠鏡拍攝的深空圖像,幸運的是,在這顆恆星爆炸的兩年半前,它已經觀測到了這段天空。
基爾帕特里克說:“大質量恆星在爆炸前會發生什麼,是一個很大的未解之謎。在這種恆星爆炸成超新星之前看到它是很罕見的。”
哈勃圖像顯示了超新星的源頭,一顆巨大的恆星在爆炸前幾年被成像。然而,在爆炸的幾個月後,基爾帕特里克和他的團隊發現,在這顆恆星最後的爆炸中噴出的物質似乎與大量的氫氣相撞。這導致該團隊假設,前身星可能在其死亡前的幾年內排出了氫氣。
基爾帕特里克表示:“天文學家們已經懷疑,在我們看到超新星之前的幾年裡,恆星會經歷劇烈的爆炸或’垂死掙扎’。這顆恆星的發現提供了一些迄今為止發現的最直接的證據,證明恆星經歷了災難性的爆炸,這導致它們在爆炸前失去質量。如果這顆恆星正在進行這些噴發,那麼它很可能在爆炸前幾十年就排出了它的氫氣。”
在新的研究中,基爾帕特里克的團隊還提出了另一種可能性:一顆質量較小的伴星可能從超新星的前身星中剝離了氫氣。然而,研究小組要等到超新星的亮度減弱之後才能搜索到這顆伴星,這可能需要十年的時間。
基爾帕特里克稱:“與它爆炸後的正常行為不同,氫氣的相互作用揭示了它是一種古怪的超新星。但是,我們能夠在哈勃數據中找到它的前身星,這很特別。在四或五年內,我認為我們將能夠了解更多關於發生了什麼。”