【博科園-科學(xué)科普】超新星是宇宙中最活躍的一些事件，向星際介質(zhì)發(fā)出巨大的沖擊波。我們有充分的理由認(rèn)為這些沖擊波在它們有足夠的機(jī)會(huì)消散之前就會(huì)發(fā)生。許多恒星都有伴星，行星或其他恒星在合理的接近軌道上運(yùn)行。事實(shí)上有一整個(gè)亞型超新星似乎需要一個(gè)附近的伴星。
當(dāng)恒星最終爆炸時(shí)，它的伴星顯然會(huì)被碎片擊中。圖片版權(quán)：費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室（Fermilab）
那么當(dāng)沖擊波來(lái)襲時(shí)這些天體會(huì)發(fā)生什么呢？隨著我們快速識(shí)別超新星的能力的提高，我們可能正處于發(fā)現(xiàn)的邊緣。最近研究人員發(fā)現(xiàn)了一顆超新星爆炸發(fā)出的藍(lán)光。而且在最詳細(xì)的觀測(cè)中，他們證明了這種發(fā)光來(lái)自于超新星碎片撞擊伴星。
一顆超新星爆炸把附近的恒星包起來(lái)，這是不可避免的。例如Eta Carinae是一種由兩顆恒星組成的系統(tǒng)，它們的質(zhì)量至少是太陽(yáng)質(zhì)量的30倍，這意味著它們最終會(huì)作為一種ii型超新星爆發(fā)。無(wú)論哪個(gè)先爆炸，毫無(wú)疑問會(huì)把碎片送入第二。但有另一類超新星，即ia型超新星，它需要附近恒星的存在。
爆炸的“小矮人”
ia型超新星與白矮星的死亡有關(guān)，它的碳/氧豐富的恒星就像太陽(yáng)一樣。白矮星已經(jīng)燃燒掉了所有的氫和氦燃料，但沒有重力創(chuàng)造出碳和氧可以融合的條件。然而如果這些交叉達(dá)到一定的質(zhì)量閾值，聚變就會(huì)突然重新啟動(dòng)，將白矮星吹到一個(gè)巨大的核爆炸中。
有兩種方法可以讓額外的質(zhì)量到達(dá)白矮星。第一個(gè)是兩個(gè)白矮星的碰撞，它們都被爆炸摧毀了。第二種是附近的伴星。在這種情況下白矮星可以從它的伴星那里吸取物質(zhì)，慢慢生長(zhǎng)直到它越過(guò)臨界閾值并爆炸。爆炸發(fā)生時(shí)附近就會(huì)有一顆恒星，那么它會(huì)發(fā)生什么呢?
超新星是出了名的亮，這使得對(duì)附近任何事物的詳細(xì)觀測(cè)比挑戰(zhàn)更大。但我們?cè)谶^(guò)去的幾年里看到過(guò)很多類型的超新星，而且由于它們都是通過(guò)類似的機(jī)制爆炸，它們產(chǎn)生的光具有許多共同特征。所以關(guān)鍵是要識(shí)別這些特征的偏差。
在一篇新的論文中一大群研究人員指出，最近的一些超新星出現(xiàn)了意想不到的藍(lán)光。然后他們繼續(xù)描述超新星SN 2017cbv，它在今年3月被發(fā)現(xiàn)。在這種情況下，超新星爆炸發(fā)生的前一天才被發(fā)現(xiàn)。在接下來(lái)的六周內(nèi)隨訪觀察讓研究小組建立了一個(gè)關(guān)于超新星爆炸后果的詳細(xì)記錄(稱為光曲線)。這一記錄與我們所期望的典型的ia型超新星相比。
光子盈余
與標(biāo)準(zhǔn)的ia型超新星相比，SN - 2017cbv顯示了所有波長(zhǎng)的光，包括藍(lán)色和紫外線區(qū)域。這在爆炸發(fā)生后的第一個(gè)星期里大部分都是明顯的，因?yàn)楣馍仙剿淖罡唿c(diǎn)。在頂峰時(shí)期比你在典型的類型- ia型超新星中看到的更紅的波長(zhǎng)要多。
這可能會(huì)導(dǎo)致什么?為了找到答案，研究小組修改了ia型超新星的模型，其中包括一種撞擊附近恒星的沖擊波。修正后的模型很好地符合了數(shù)據(jù)，表明在峰值的5%到15%的光線來(lái)自于附近恒星的沖擊波。
然而這一模型表明，這顆伴星距白矮星的距離接近4000萬(wàn)公里(比我們的太陽(yáng)還要近一點(diǎn))。這就在你所期望的伴星的最邊緣，如果兩者足夠近可以共享物質(zhì)。然而作者指出，這個(gè)模型假設(shè)他們?cè)诳吹氖且粋€(gè)理想的視角。如果這個(gè)角度偏離了，它看起來(lái)會(huì)變暗，這將使伴星看起來(lái)更遙遠(yuǎn)。
作者不認(rèn)為這是一個(gè)結(jié)論性的證明，我們正在看一顆伴星，因?yàn)檫€有許多其他可能的解釋沒有被排除。這些包括不規(guī)則形狀的碎片云，可以讓更多的光線逃離，或者在爆炸后不久就能看到一團(tuán)高放射性物質(zhì)。還有一種可能是在爆炸前，一些物質(zhì)被噴射出來(lái)，而額外的光則是爆炸的碎片，進(jìn)入了早期的物質(zhì)。
解決這個(gè)問題的最好方法當(dāng)然是更多的觀察。這不是我們看到的第一個(gè)比預(yù)期要亮一點(diǎn)的超新星。再加上一些關(guān)于早期超新星殘骸的更詳細(xì)的觀點(diǎn)，可以幫助我們弄清到底是什么，我們正在研究……。
參考：天文物理雜志
