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爆炸使恒星飞速穿过银河系

根据华威大学的一项新研究,一颗正在爆炸的白矮星与另一颗恒星一起炸出了自己的轨道,形成了一颗“部分超新星”,现在正在我们的星系中飞驰。

它开启了更多的超新星幸存者在银河系中未被发现的可能性,以及发生在天文学家从未见过的其他星系中的其他类型的超新星。

这项研究由莱佛休姆信托基金和科学技术设施委员会(STFC)资助,在《皇家天文学会月报》上报道,它分析了一颗此前被发现具有不寻常大气成分的白矮星。它揭示了这颗恒星很可能是超新星爆炸后幸存下来的双星,超新星爆炸使它和它的伴星以相反的方向穿越银河系。

白矮星是红巨星死后剩下的核心,在数十亿年的冷却过程中,它们的外层脱落。大多数白矮星的大气几乎完全由氢或氦构成,偶尔也有证据表明有碳或氧从恒星的核心中释放出来。

这颗恒星被命名为SDSS J1240 6710,发现于2015年,看起来既不含氢也不含氦,而是由氧、氖、镁和硅的不寻常混合物组成。利用哈勃太空望远镜,科学家们还在这颗恒星的大气中发现了碳、钠和铝,它们都是在超新星的第一次热核反应中产生的。

然而,显然缺少所谓的“铁族”元素,铁、镍、铬和锰。这些较重的元素通常是由较轻的元素合成的,构成了热核超新星的决定性特征。SDSSJ1240 6710中缺少铁元素,这表明这颗恒星在核燃烧消失之前只经历了一次局部超新星爆炸。

科学家们能够测量白矮星的速度,发现它的速度是每小时90万公里。对于一个白矮星来说,它的质量也特别低——只有我们太阳质量的40%——这与部分超新星的质量损失是一致的。

作者鲍里斯Gaensicke从物理系教授华威大学说,“这颗恒星是独一无二的,因为它拥有所有白矮星的关键特性,但它有这很高的速度和不寻常的丰度,结合它的低质量时没有任何意义。它的化学成分是核燃烧的特征,质量小,速度快:所有这些事实表明,它一定来自某种紧密的双星系统,它一定经历过热核点火。它可能是一种超新星,但属于我们以前从未见过的类型。”

科学家们的理论是,当白矮星突然喷射出很大一部分自身质量时,这颗超新星扰乱了白矮星与其伴星的轨道。这两颗恒星将以其轨道速度以一种弹弓式的方式以相反的方向被带走。这就解释了恒星高速的原因。

甘斯尼克教授补充说:“如果这是一个紧密的双星,并且经历了热核点火,抛出了相当大的质量,你就有条件产生一个低质量的白矮星,并让它以其轨道速度飞走。”

研究得最好的热核超新星是“Ia型”,它导致了暗能量的发现,现在经常被用来绘制宇宙的结构。但越来越多的证据表明,热核超新星可以在非常不同的条件下发生。

SDSSJ1240 6710可能是一种尚未被“捕获”的超新星的幸存者。如果没有为Ia型超新星的持久余辉提供能量的放射性镍,导致SDSS1240 6710在银河系呼啸而过的爆炸将是一道难以被发现的短暂闪光。

甘斯尼克教授补充道:“对热核超新星的研究是一个巨大的领域,在其他星系中寻找超新星需要大量的观测工作。困难在于你能在恒星爆炸的时候看到它但是在它爆炸之前很难知道它的性质。我们现在发现有不同类型的白矮星在不同的条件下从超新星中存活下来,利用它们的成分、质量和速度,我们可以知道它们经历了哪种超新星。很明显,那里有一整个动物园。研究银河系中超新星的幸存者,将帮助我们了解我们在其他星系中看到的无数超新星。”

教授S.O.开普勒大学联邦做南里奥格兰德,巴西,和那些最初发现这颗恒星,说:“如此低质量白矮星穿过碳燃烧的证词的二元互动演化的影响及其对宇宙的化学演化的影响。”

大学的Roberto Raddi博士为加泰罗尼亚,西班牙,进行运动学分析,说:“再一次,非常精确的盖亚之间的协同天体测量学和光谱分析有助于限制一个独特的白矮星的引人注目的特性,有可能形成热核的超新星,在高速喷射在爆炸的后果。”

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