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哈勃捕捉到超新星幸存伴侣的第一张图片

发布时间:2018-05-14  点击数:[8]

十七年前,天文学家目睹了南卡罗来纳州南部星座NGC 7424的4000多万光年的超新星。不久之后,科学家们于2002年拍摄了欧洲南方天文台超大型望远镜(VLT)的超新星。两年后,他们跟随双子座南天文台,暗示存在一个幸存的二进制伴侣。随着超新星的光芒逐渐消失,科学家们将2016年的哈勃望远镜放在了那个位置。他们精确定位并拍摄了幸存的伴侣,这可能只是由于哈勃精致的分辨率和紫外线敏感度。哈勃观测SN 2001ig提供了最好的证据,但是一些超新星始于双星系统。学分:NASA,ESA,S. Ryder(澳大利亚天文台)和O. Fox(STScI)

十七年前,天文学家目睹了一颗超新星,它位于位于南部星座Grus(鹤)的NGC 7424星系四千万光年远的地方。现在,在这次爆炸的褪色余辉中,美国宇航局的哈勃太空望远镜拍摄了一颗超新星的幸存伴侣的第一张照片。这幅图是最有说服力的证据,表明一些超新星来源于双星系统。

澳大利亚悉尼澳大利亚天文台(AAO)的Stuart Ryder说:“我们知道大多数大质量恒星都是二元对的,并且是该研究的主要作者。 “当它们的轨道将它们靠近在一起时,这些二元对中的许多将会相互作用并将气体从一颗恒星转移到另一颗恒星。”

超新星祖先星的伴侣并不是无辜的旁观者。它汲取了几乎所有来自恒星的恒星外壳的氢气,这个恒星是从恒星核心向大气传输能量的区域。在主星超新星出现之前的数百万年前,伴星的窃贼造成了主恒星的不稳定,导致它在灾难发生之前偶尔吹走了茧和氢气壳。

被称为SN 2001ig的超新星被归类为IIb型剥离超新星。这种类型的超新星是不常见的,因为大部分但不是全部的氢都在爆炸之前消失了。 1987年,加利福尼亚大学伯克利分校的队员Alex Filippenko首先确定了这种类型的爆炸性明星。

剥离的信封超新星如何失去外部信封并不完全清楚。它们最初被认为来自单一的恒星,风速非常快,推开外部信封。问题是,当天文学家开始寻找产生超新星的主要恒星时,他们无法找到许多剥离的超新星。

“特别奇怪的是,因为天文学家预计他们将成为最庞大和最亮的祖先恒星,”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的团队成员Ori Fox解释说。 “而且,剥离包膜超新星的绝对数量比预测的要多。”这一事实促使科学家们推断,许多主要恒星都处于较低质量的二元系统中,他们开始证明这一点。

在超新星爆炸后寻找二进制伴侣并非易事。首先,哈勃必须距离地球相对较近才能看到这样一颗微弱的恒星。 SN 2001ig和它的伙伴都在这个极限。在这个距离范围内,没有超新星爆发。更重要的是,天文学家必须通过非常精确的测量来了解确切的位置。

2002年,在SN 2001ig爆炸后不久,科学家们在智利的塞罗帕拉那尔用欧洲南方天文台的超大望远镜(VLT)精确定位了超新星的位置。 2004年,他们跟随智利CerroPachón的双子座南天文台。这一观察首先暗示存在一个幸存的二进制伴侣。

知道确切坐标后,12年后,莱德和他的团队能够将哈勃望远镜聚焦在那个位置,因为超新星的光芒消失了。凭借哈勃精湛的分辨率和紫外线功能,他们能够找到并拍摄幸存的伴侣 - 这只有哈勃才能做到。

在超新星爆炸之前,两颗恒星彼此的轨道花费了大约一年的时间。

当主星爆炸时,它对幸存的同伴的影响远不如人们想象的那么大。想象一下,一个鳄梨坑 - 代表明星伴侣的密集核心 - 镶嵌在明胶甜点中 - 代表恒星的气态包膜。当冲击波通过时,明胶可能会暂时拉伸和摆动,但鳄梨坑将保持完好。

2014年,福克斯和他的团队使用哈勃探测另一个IIb型超新星SN 1993J的同伴。然而,他们捕获了一个光谱,而不是一个图像。 SN 2001ig的案例是第一次拍摄幸存的伴侣。 “我们终于能够抓住这位恒星小偷,证实我们怀疑有人必须在那里,”菲利潘科说。

也许多达一半的被剥离的超新星具有同伴 - 另一半则通过恒星风来失去外部信封。莱德和他的团队的最终目标是精确确定有多少超新星与剥离的信封有同伴。

他们的下一个努力是看完全被剥离的超新星,而不是SN 2001ig和SN 1993J,它们只有大约90%被剥离。这些完全剥离的超新星在周围的恒星环境中与气体没有太大的冲击相互作用,因为它们的外包层在爆炸前很久就失去了。没有冲击的相互作用,它们会褪色得更快。这意味着团队只需要等待两三年才能找到幸存的同伴。

在未来,他们也希望使用詹姆斯韦伯太空望远镜继续他们的搜索。

出版物:Stuart D. Ryder等人,“紫外线检测二型伴侣IIb型SN 2001ig”,ApJ,2018; DOI:10.3847 / 1538-4357 / aaaf1e

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