天文学家首次观测到巨恒星爆炸的最后时刻

这颗恒星比太阳大10倍,在它消亡的130天前被发现。

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西北大学

观察垂死的恒星是极其困难的。这是一个正确的地点,正确的时间,交叉手指,不断地扫描夜空,有点困难。这是一个难以想象的难度,直到最近,我们还无法完全破解。我们会近距离观察爆炸的超新星,这些超新星精彩地将人们的注意力吸引到恒星的最后告别上。但最后的喘息,死亡的阵痛导致如此壮观的死亡,仍然难以捉摸。

没有更多的。由西北大学和加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的研究人员领导的天文学家团队首次观测到一颗红色超巨星的最后几天。幸运的是,他们在合适的时间发现了这颗恒星——它可能已经燃烧了数千万年——仅仅130天之后就剧烈地爆炸成一颗超新星。

“这就像看着一个定时炸弹,”Raffaella Margutti他是CIERA的兼职副教授,也是发表在《天体物理学杂志》上的这一历史事件研究的资深作者,在一份声明中说“到目前为止,我们从未证实过在一颗垂死的红色超巨星中有如此剧烈的活动,我们看到它产生了如此明亮的辐射,然后坍缩和燃烧,直到现在。”

天时地利人和

这颗即将消亡的巨星,正式名称为“SN 2020tlf”,之前位于NGC 5731星系,距离地球约1.2亿光年,于2020年夏天被夏威夷大学的Pan-STARRS望远镜发现。它的质量大约是太阳的10倍,当其核心的氢燃料耗尽时,它进入了红色超巨星阶段。随后,核心转变为氦聚变,极大地扩大了恒星的半径,导致其温度急剧下降。它以这种状态存在了数十万年之久。随着时间的推移,随着氦的燃烧,恒星开始燃烧碳,更重的元素发生聚变,一个铁核心开始形成。

2020年秋天,也就是第一次发现它的130天之后,这颗红色超巨星的内核坍塌了,引发了所谓的II型超新星。根据w·m·凯克天文台在夏威夷莫纳克亚山上的低分辨率成像光谱仪捕捉到的数据,在最短暂的瞬间,这颗超新星产生的光比它所在星系的所有恒星都要亮结合

那么我们到底从这次事件中学到了什么呢?首先,长期以来,人们一直认为红巨星在爆炸结束前的几个月或几年里是安静的。相反,该团队观察到它们的超巨星在最后一年发出明亮的发光辐射。

他们写道:“这表明,至少有一些恒星的内部结构发生了重大变化,然后在坍缩之前产生了混乱的气体喷射。”

研究人员还首次捕捉到了这颗强大超新星产生的全光谱。人们希望对SN 2020tlf最后时刻的观测可能会为发现宇宙中其他即将发生的超新星提供一种路线图。

该研究的主要作者、天体物理学家Wynn Jacobson-Galán说:“我对这次发现解锁的所有新的‘未知’感到最兴奋。”“探测到更多像SN 2020tlf这样的事件,将极大地影响我们如何定义恒星演化的最后几个月,使观察员和理论家团结起来,以解决大质量恒星如何度过生命的最后时刻的谜。”

我们自己的太阳最终会爆炸吗?

虽然像SN 2020tlf最后时刻这样的发现令人兴奋,但研究人员认为,它的爆炸命运不会和我们的太阳一样。首先,它太小了。你至少需要SN 2020tlf的质量(10倍大)才能产生一颗超新星,而要产生一个黑洞,估计需要比SN 2020tlf大10倍。

虽然太阳最终会遵循类似的路径,燃烧它的氢和氦,膨胀成一颗红巨星,但它会发出嘶嘶声而不是爆炸。在吞噬了水星,金星,甚至可能是地球之后,太阳将会坍缩成所谓的白矮星它的前身是地球,大小和我们的星球差不多。

好消息吗?因为我们的太阳很小,它的寿命实际上比像SN 2020tlf这样的恒星要长得多。巨大的恒星燃烧它们的燃料供应的速度要快得多,最大的恒星只持续了几百万年。我们的太阳被归类为黄色矮星,已经明亮地燃烧了45亿年,至少在50亿年内不会耗尽燃料。

所以,请放心,我们还有很多时间来解开宇宙的更多秘密。

观点的文章来源
  1. Jacobson-Galán, W. V.,等。”最后的时刻。I.发光型超新星2020Tlf之前的前驱体发射、包膜膨胀和质量损失增强”。《天体物理学杂志》上,第924卷,第1, 2022,第15页。, 1538 - 4357 doi: 10.3847 / / ac3f3a

  2. 我们的太阳”。美国国家航空航天局, 2021年。