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这种罕见的超新星能解决长期存在的争论吗?

由卡内基的Juna Kollmeier领导的天文学家团队检测出具有不寻常化学特征的超新星 - 包括卡内基的Nidia Morrell,安东尼皮罗,马克菲利普斯和乔希西蒙 - 可能是解决长期存在的神秘面纱的关键。这些暴力爆炸的根源。智利卡内基Las Campanas天文台的麦哲伦望远镜观测对于探测氢的释放至关重要,这种超新星被称为ASASSN-18tb,具有独特性。

他们的工作发表在皇家天文学会月刊上。

Ia型超新星在帮助天文学家了解宇宙方面发挥着至关重要的作用。他们的光彩使他们可以远距离观看,并被用作宇宙英里标记,获得2011年诺贝尔物理学奖。此外,它们的猛烈爆炸合成了构成我们周围世界的许多元素,这些元素被射入银河系以产生未来的恒星和恒星系统。

虽然氢是宇宙中最丰富的元素,但在Ia型超新星爆炸中几乎从未见过。事实上,缺乏氢气是这类超新星的特征之一,被认为是了解爆炸前的关键线索。这就是为什么看到来自这颗超新星的氢气排放是如此令人惊讶的原因。

Ia型超新星起源于白矮星的热核爆炸,白矮星是二元系统的一部分。但究竟是什么触发了白矮星的爆炸 - 一颗类似太阳的恒星耗尽其核燃料后留下的死核心 - 是一个很大的难题。一个普遍的想法是,白矮星从它的伴星获得物质,这个过程可能最终引发爆炸,但这是否正确解释这些超新星的理论几十年来一直备受争议。

这导致本文背后的研究小组开始对Ia型超新星进行一项重大调查 - 称为100IAS--当Kollmeier与北京大学的研究合作者Subo Dong和Doron Kushnir讨论这些超新星的起源时发起。 Weizmann科学研究所与Weizmann同事Boaz Katz一起提出了一种新的Ia爆炸理论,涉及两个白矮星的猛烈碰撞。

天文学家热切地研究在这些爆炸期间喷射的材料的化学特征,以便了解创造Ia型超新星的机制和参与者。

近年来,天文学家发现了少量罕见的Ia型超新星,这些超新星隐藏在大量的氢气中 - 可能与我们太阳的质量一样多。但在几个方面,ASASSN-18tb与以前的这些事件不同。

“我们在研究ASASSN-18tb时看到的氢气可能与之前的超新星相似,但有一些明显的差异并不容易解释,”Kollmeier说。

首先,在所有先前的情况下,这些氢气遮蔽的Ia型超新星在年轻的恒星形成的星系中被发现,其中可能存在大量富氢气体。但ASASSN-18tb发生在由老恒星组成的星系中。其次,ASASSN-18tb喷射的氢气量明显少于其他Ia型超新星周围的氢气量。它可能大约是太阳质量的百分之一。

“一个令人兴奋的可能性是,当超新星与它碰撞时,我们看到物质被爆炸的白矮星的伴星剥离,”安东尼皮罗说。“如果是这种情况,那将是对此类事件的第一次观察。”

“我十年来一直在寻找这个签名!” 合着者约什西蒙说。“我们终于找到了它,但它是如此罕见,这是解决Ia型超新星如何起源之谜的难题之一。”

Nidia Morrell当晚正在观察,她立即减少了望远镜发出的数据并将其传播给了团队,其中包括博士生Ping Chen,他为100IAS的论文工作,而Diego Luis Prieto是Universidad Diego Portales,一位资深的SNe观察员。陈先生是第一个注意到这不是典型频谱的人。所有人都对他们在ASASSN-18tb频谱中看到的内容感到惊讶。“我很震惊,我心里想'这真的是氢吗?'”莫雷尔回忆道。

Morrell会见了团队成员Mark Phillips,他是建立这种关系的先驱 - 以他的名字非正式命名 - 允许Ia型超新星用作标准统治者来讨论观察。菲利普斯确信:你发现它是氢; 没有其他可能的解释。“

“这是一个非传统的超新星计划,但我是一个非传统的观察者 - 理论家,事实上,”Kollmeier说。“对于我们的团队来说,这是一个非常痛苦的项目。观察这些东西就像抓刀一样,因为根据定义,它们随着时间变得越来越暗淡!只有在卡内基这样的地方才能进入麦哲伦望远镜,这样我们就可以做时间密集,有时是艰苦但极其重要的宇宙实验。没有痛苦,没有收获。“

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