為超新星“設定時鐘”:數百年前地球時間框架內的恆星爆炸
儘管天文學家已經看到了銀河系和附近星系中眾多爆炸恆星的殘骸,但往往很難確定恆星消亡的時間線。利用美國宇航局的望遠鏡研究鄰近星系中壯觀的超新星遺跡,一個天文學家小組已經發現了足夠的線索來幫助“時間倒流”。
超新星遺跡SNR 0519-69.0(簡稱SNR 0519)是白矮星爆炸產生的碎片。在達到臨界質量後,通過與另一顆白矮星合併或從伴星中拉出物質,這顆恆星經歷了熱核爆炸並被摧毀。科學家們將這種稱為Ia 型的超新星用於廣泛的科學研究,從熱核爆炸研究到測量數十億光年的星系距離。
SNR 0519位於大麥哲倫星雲中,這是一個距離地球約16萬光年的小星系。這張合成圖片(頁面頂部)顯示了來自NASA錢德拉X射線天文台的X射線數據和來自NASA哈勃太空望遠鏡的光學數據。來自SNR 0519的低、中、高能量的X射線分別顯示為綠色、藍色和紫色,其中一些顏色重疊在一起顯示為白色。光學數據顯示殘餘物的周邊為紅色,殘餘物周圍的星星為白色。
天文學家將來自錢德拉和哈勃的數據與來自美國宇航局退役的斯皮策太空望遠鏡的數據結合起來,以確定SNR 0519中的恆星是在多長時間之前爆炸的。他們還能夠了解到該超新星發生的環境。這些數據為科學家們提供了一個機會,使他們能夠”倒退”自那以後上演的恆星演化的“電影”,並弄清楚它是何時開始的。
研究人員比較了2010年、2011年和2020年的哈勃圖像,以測量爆炸產生的爆炸波中物質的速度,其範圍是每小時約380萬至550萬英里。如果速度接近這些估計速度的上限,天文學家確定,來自爆炸的光線將在大約670年前到達地球。這應該是在英國和法國之間的百年戰爭以及中國明朝的鼎盛時期。
然而,很可能在最初的爆炸之後,物質的速度已經放慢了。在那裡,爆炸發生的時間會比670年前更近。錢德拉和斯皮策的數據提供了這種情況的線索。天文學家發現,殘餘物的X射線中最亮的區域是移動最慢的物質所在的地方,而沒有X射線發射與移動最快的物質有關。
這些結果意味著,一些爆炸波已經撞上了殘餘物周圍的密集氣體,導致它在行進過程中速度減慢。天文學家可能會利用哈勃的額外觀測來更精確地確定這顆恆星消亡的時間應該真正確定。