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天文学家发现超新星背后可能存在难以捉摸的恒星

天文学家可能通过筛选NASA哈勃太空望远镜的档案数据,最终发现长期寻找的祖先是特定类型的爆炸恒星。被称为Ic类型的超新星被认为是在它的大质量恒星脱落或剥离其外层氢和氦之后引爆。这些恒星可能是众所周知的恒星之一 - 至少比我们的太阳高30倍。即使在他们晚年流下一些材料之后,他们也会变得又大又光明。因此,为什么天文学家无法在爆炸前的图像中捕获其中一颗恒星,这是一个谜。

最后,在2017年,天文学家获得了幸运。附近的一颗恒星终止了它作为Ic型超新星的生命。两组天文学家通过哈勃望远镜的存档仔细研究2007年拍摄的爆炸前照片中的假想前体恒星。编号为SN 2017ein的超新星出现在附近螺旋星系NGC 3938的中心附近,大约有6500万。光年远。这一潜在的发现可以让我们深入了解恒星的演化过程,包括恒星群体在分批出生时的分布情况。“寻找超新星Ic的真正祖先是祖先搜索的重要奖励,”帕萨迪纳加州理工学院(加州理工学院)的Schuyler Van Dyk说,他是其中一个团队的首席研究员。“我们现在第一次有一个明确检测到的候选对象。”他的团队论文于6月在“天体物理学杂志”上发表。

第二个小组的论文发表在2018年10月21日的“皇家天文学会月刊”上,与早期小组的结论一致。“我们很幸运,超新星在附近非常明亮,比其他Ic型超新星亮5到10倍,这可能使祖先更容易找到,”加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的Charles Kilpatrick表示。第二支队伍。“天文学家已经观测到许多Ic型超新星,但它们离哈勃太远太远了。你需要在附近的一个星系中发现这些巨大的,明亮的恒星之一。看起来大多数Ic型超新星的质量较小,因此不那么光明,这就是我们无法找到它们的原因。“对物体颜色的分析表明它是蓝色的,非常热。根据该评估,两个团队都提出了源头身份的两种可能性。祖先可能是一颗巨大的恒星,其质量比太阳大45至55倍。另一个想法是它可能是一个巨大的二元星系统,其中一颗恒星的重量在60到80太阳质量之间,另一颗大约是48颗太阳。在后一种情况下,恒星围绕着轨道运行并相互作用。更大质量的恒星被近距离的伴星剥离了氢和氦层,并最终爆炸成超新星。

大型双星系统的可能性令人惊讶。“这不是我们对现有模型所期望的,它们需要低质量的相互作用二元祖先系统,”Van Dyk说。对Ic型超新星祖先身份的期望是一个难题。天文学家已经知道超新星缺乏氢和氦,并且最初提出一些巨大的恒星在它们爆炸之前在强风(带电粒子流)中释放出这种物质。当他们没有发现原本应该非常庞大和明亮的祖先恒星时,他们提出了第二种产生爆炸恒星的方法,这种恒星涉及一对近轨道的低质量双星。在这种情况下,这颗较大的恒星被它的同伴去除了它的氢和氦。但是“剥离的”恒星仍然足够大,最终会爆炸成为Ic型超新星。

“解开这两种生成Ic型超新星的场景会影响我们对恒星演化和恒星形成的理解,包括恒星在出生时如何分布,以及在相互作用的二元系统中形成多少恒星,”太空的Ori Fox解释说。位于马里兰州巴尔的摩的望远镜科学研究所(STScI)是Van Dyk团队的成员。“这些问题不仅仅是研究超新星的天文学家想知道的问题,而是所有天文学家都在追问。”Ic型超新星只是一类爆炸性恒星。它们占据了核心崩溃爆发的大质量恒星的约20%。团队提醒他们,在超新星在大约两年内消失之前,他们无法确认来源的身份。天文学家希望使用哈勃望远镜或即将上映的美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜观察候选祖先星是否已经消失或显着变暗。它们还能够将超新星的光与其环境中的恒星分开来计算物体亮度和质量的更精确测量值。

SN 2017ein于2017年5月由亚利桑那州Tenagra Observatories发现。但哈勃的尖锐分辨率确定了可能来源的确切位置。Van Dyk的团队于2017年6月使用哈勃望远镜的宽视场相机对年轻的超新星进行了成像。天文学家使用该图像来确定候选祖先星在2006年12月由广角行星拍摄的哈勃望远镜拍摄的主持星系旋臂之一相机2。基尔帕特里克小组还于2017年6月在夏威夷的WM凯克天文台观测了10米望远镜之一的红外图像。然后,该团队分析了与Van Dyk团队相同的档案哈勃照片,以揭示可能的来源。哈勃太空望远镜是NASA和ESA(欧洲航天局)之间的国际合作项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃科学运营。STScI由华盛顿特区天文研究大学协会为NASA运营

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