衰亡恒星的“超级残骸”或破解宇宙膨胀之谜学术资讯

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仙女座星系

据美国“物理学网”2月14日消息称，一个包括美国圣地亚哥州立大学（San Diego State University，简称SDSU）的天体物理学家在内的跨国研究小组于1月9日在《自然》杂志发表了一篇研究论文阐述，有证据表明一颗正在爆炸的恒星周围存在着一个巨大残骸体——这一层物质外壳体积非常巨大，以至于让天文学家们推测这颗恒星已经持续定期喷射了数百万年之久。

当一颗白矮星——衰亡恒星的内核——与另一颗恒星同时位于一条近距离的轨道上时，它会从吸走对方的气体。这些气体在被加热和压缩后，最终会发生爆炸，从而生成“新星”（nova）。这一爆炸使恒星的亮度增加了一百万倍，并以每秒数千英里的速度喷射出物质流，而喷射出的这些物质则会在新星周围形成一层可以被看作是外壳的残骸体。

SDSU的天体物理学家Allen Shafter和该校的前博士后Martin Henze与英国利物浦约翰·摩尔斯大学（Liverpool John Moores University）的Matthew Darnley领导的一个研究小组联手合作，对邻近的仙女座中一个被命名为“M31N 2008-12a”的星系中一颗新星进行了持续观察和研究。这颗新星的非同寻常之处在于，它的爆发频率要远远比任何已知的新星系统更为频繁。Shafter介绍道：“当我们第一次发现‘M31N 2008-12a’每年都会喷发时，我们感到非常惊讶。”因为对于这类新星，更为典型的爆发频率是大约每10年一次。

Shafter和他的团队经研究后表示，他们相信“M31N 2008-12a”已经有规律地喷发了数百万年之久。随着时间的推移，这些高频率的喷发事件已在该新星周围形成了一个直径约为400光年的“超级残骸”。该研究小组利用哈勃太空望远镜和地面望远镜的成像技术，确定了该超级残骸的化学成分，并确认了它与“M31N 2008-12a”之间存在的联系。这一成果在天文学界打开了一扇新的大门，让人类能够研究和认识这颗新星以及其外围残骸体与宇宙至关重要的核心奥秘之间所存在的相关性。

Ia型超新星是宇宙中最强大、最明亮的天体之一。科学家相信，当一颗白矮星的物质量积累超过其物理条件所允许最高上限时，就会生成此类超新星；在那个时间点上，整个白矮星被炸裂散落开来，而不是像其他新星那样仅仅只是在表面发生爆炸。不过，自17世纪初以来，这一现象在我们银河系中相对罕见，并且即使发生，也不容易被观察到。

相关的理论建模实验表明，那些经历过频繁爆炸并且被巨大的残骸体所包裹的超新星中，必定隐匿着正在逐步达到其物理极限的巨型白矮星。这就意味着，“M31N 2008-12a”的行为表现模式与天文学家所推测相信的、新星在成为超新星爆发之前的现象模式是完全一致的。

在未来，人类在其他超新星周围发现的更多大型残骸体将有助于识别确定正在重复爆发的星系系统，并帮助天文学家解答一系列问题，比如会形成多少个Ia型超新星、这一现象发生的频率以及它们与诸如“M31N 2008-12a”的超新星之间存在的潜在联系。认识与摸清la型超新星，是理解整个宇宙是如何膨胀和生长的关键切入点。Shafter解释道：“实际上，它们是让我们能够绘制可见宇宙的地图的测量标杆。尽管它们意义重大，但是目前我们还并不完全了解它们的起源。”

科界原创

编译：Jonathan

审稿：alone

责编：张梦

期刊来源：《自然》

期刊编号：0028-0836

原文链接：

https://m.phys.org/news/2019-02-evidence-gigantic-remnant-star.html