就在爆炸之前,这颗恒星喷出了相当于太阳的质量 - {$web_name} 这颗混乱的大品质恒星

这颗混乱的大品质恒星,在其生命的最后一年左右,在变成超新星之前,向太空中喷射了众多的物质。(图片鸣谢:uux.cn/Melissa Weiss/CfA)
(神秘的刚刚盘点票房预测,适合发朋友圈地球uux.cn)据美国太空网(基思·库珀):新的观测显示,本年5月在风车星系爆炸的一颗大品质恒星在其变成超新星之前的最后几年里,似乎意外地失去了大约相当于一个太阳的喷射品质。这一察觉揭示了更多有关大品质恒星神秘末日的信息。
5月19日晚,日本业余天文学家板垣幸一(Kō ichi Itagaki)正使用分布在全国三个偏远天文台的望远镜开展常规的超新星扫描。例如,它们位于山形、冈山和四国岛上。
业余天文学家在专业人员察觉爆炸的恒星之前察觉它们有很长的历史:Itagaki已然察觉了超过170颗,方才击败了英国业余天文学家Tom Boles超过150颗的关于成长,我想说:珍惜当下记录。但是,当板垣察觉SN 2023ixf的光时,他随即得知他察觉了一些尤其的东西。这是由于这颗恒星已然在附近的风车星系(梅西耶101)爆炸,该星系距离大熊座只有2000万光年。从宇宙的角度来说,这已然很接近了。
不久,全球各地的业余天文学家着手凝视SN 2023ixf,由于普通来说,风车是一个很受欢迎的星系。但是,针对超新星观测来说,匆忙是核心:天文学家热衷于精确知晓恒星变成超新星后的瞬间发生了什么。但是豆瓣评分消息,通常状况下,超新星是在爆炸发生几天后才被察觉的,所以他们看不到它的早期阶段。
相对而言,考虑到SN 2023ixf离我们有多近,以及它被察觉的时间有多早,它是近距离探究的首要候选者。
板垣征四郎着手行动了。
哈佛-史密森纳天体物理中心(CfA)的探究生Daichi Hiramatsu在一份告示中说:“当板垣征一察觉SN 2023ixf时,我收到了他的紧急电子邮件。”
解码超新星的竞赛
收到超新星警报后,Hiramatsu和他的同仁们马上用他们可用的几台专业望远镜开展了跟踪,含有亚利桑那州霍普金斯山弗雷德劳伦斯惠普尔天文台的6.5米多镜望远镜(MMT)。他们测量了超新星的光谱,以及光线在接下来的独家品牌代言测评几天和几周内是如何转变的。当绘制在图表上时,这种资料形成一条“光曲线”
SN 2023ixf的光谱显示,这是一颗II型超新星——一种超新星爆发,关乎一颗品质超过太阳八倍的恒星。在SN 2023ixf的例子中,对风车档案图像的检索表明,爆炸的恒星品质或许是我们太阳的8到10倍。光谱也相当红,表明超新星附近存在众多尘埃,它们吸收蓝色波长,但让红色波长经由。这都是相当典型的,但尤其不寻常的是光曲线的形状。
通常状况下,II型超新星会在超新星演化的早期历程天文学家所说的“冲击波爆发”,冲击波从恒星内部向外扩张,冲破恒星表面。但是,由于这种冲击爆发而形成的普遍闪光导致的光变曲线中的一个凸起却不见了。好几天都没呈现。这是一颗慢动作的超新星,还是其他什么正发生?

SN 2023ixf在风车星系M101中的位置。(图片鸣谢:uux.cn/s·戈麦斯/STScI。)
“延迟的冲击爆发是最近品质损失中致密物质存在的直接证据,”Hiramatsu说。“我们的新观察显示,在爆炸前的最后一年,品质损失巨大且出乎意料,接近太阳的品质。”
想象一下,假如你愿意,一颗不稳定的恒星从它的表面喷出众多的物质。这就在这颗注定要毁灭的恒星周围形成了一团喷射出恒星物质的尘埃云。所以,超新星冲击波不只要冲破恒星,将它炸成碎片,并且要穿过所有这些喷出的物质才能被看见。看起来,这个难题中的超新星需要几天时间。
大品质恒星常常会释放品质——看看参宿四在2019年底和2020年初的恶作剧就得知了,当时它喷出了一团品质是地球月球十倍的物质,挡住了参宿四的一些光线,导致它看起来很暗。但是,参宿四还没有筹备好变成超新星,当它变成超新星时,喷射出的云将已然远离恒星足够远,足以让冲击波爆发马上可见。在SN 2023ixf的例子中,喷射出的物质依然相当接近恒星,这意味着它只是最近才被喷射出来,天文学家并不期望如此。
平松在CfA的导师江户·伯杰(Edo Berger)能够在夏威夷的莫纳克亚山上用亚毫米波阵列观测SN 2023ixf,这种阵列可以在长波长下观察宇宙。他能够目睹超新星冲击波和星周星云之间的碰撞。
“知晓大品质恒星在其生命的最后几年中如何表现直至爆炸点的唯一方法是在它们相当年轻时察觉超新星,最好是在附近,然后在多个波长上探究它们,”伯杰说。“使用光学和毫米望远镜,我们有效地将SN 2023ixf变成了一台时间机器,以重建其前身恒星在死亡前的促销。”
那么难题就变成了,是什么导致了不稳定?
星星,它们就像洋葱

一张艺术家对SN 2023ixf在最近释放的恒星物质茧中爆炸的印象。(图片鸣谢:uux.cn/Melissa Weiss/CfA)
我们可以把一颗演化的大品质恒星想象成一个洋葱,有各异的层次。每一层都由各异的元素组成,随着恒星物体的老化,其核心收缩并变得更热,恒星各层中的连续核燃烧形成了各异的元素。最外层是氢,然后是氦。然后,你依次经过碳、氧、氖和镁,直到你到达核心的硅。硅能够历程核聚变反应形成铁,这是大品质恒星核心的核聚变停止的地方——铁需要更多的能量进入反应而不是从反应中出来,这对恒星来说是没有效率的。
所以核心退出,恒星塌缩在上面,然后反弹并向外爆炸。
一种或许性是,恒星内部燃烧高品质元素的最后阶段,如硅(在大约一天的时间内用完),是破坏性的,导致能量脉冲穿过恒星,并将物质从其表面剥离。这肯定是天文学家前方要寻找的东西,由于他们已然能够在相对较近的超新星中目睹它。
SN 2023ixf的历程至少告诉我们,尽管所有专业调研都在寻找像超新星这样的短暂物体,但业余天文学家依然可以有所身为。
平松说:“假如没有…板垣的岗位和奉献,我们将错过获得对大品质恒星的演化及其超新星爆炸的核心理解的机遇。”
以便表彰他的岗位,板垣持续对超新星开展观测,这对CfA小组是有用的,他在刻画他们结局的论文中被列为作者。这篇论文发表在9月19日的《天体物理学杂志快报》上。
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