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皇家金堡即Ia型超新星爆炸后存留下来的一颗恒星

来源:http://www.myconsumercourt.com 作者:皇家金堡▎永久官网 时间:2020-04-24 17:58

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漆黑的夜空中,可能会突然出现一颗耀眼的星,它像灯塔一样明亮。然而这并不是一颗恒星,而是恒星走到生命尽头时爆炸形成的一颗“客星”,也就是超新星。

王晓锋课题组:厚积薄发,揭示“宇宙烟花”真面目

先说说这个模型的感觉吧。制作手感不多提了,做过的都明白,希望小卒和超新星能越做越好吧。肩部帅爆,看完超新星的之后已经不想看万代限定的那个了。整个模型说实话做得比较粗糙,瑕疵也也挺多的~~~也是被大力金刚指搞得心烦意乱了,看到瑕疵各位别喷我就好,嘿嘿嘿。另外新摄影棚到了,没了600毛爷爷,但是感觉还是挺好用的。

近日,中国科学院云南天文台研究员孟祥存和李蛟博士在Ia型超新星前身星研究方面取得新进展,前身星是解释Ia型超新星爆炸是怎么来的问题。

研通社记者 陈陆淼 方文

他们发现B型亚矮星(光谱性为B型的热亚矮星)可能是一些超新星遗迹中的残留伴星,即Ia型超新星爆炸后存留下来的一颗恒星。这一研究为在超新星遗迹中搜寻Ia型超新星的残留伴星指出了一个新的方向,相关成果发表在《皇家天文学会月刊》上。

皇家金堡 2

从超新星说起

图为在邻近星系NGC 1365中爆发的Ia型超新星。一般认为是Ia型超新星源于双星系统中的白矮星爆炸。伴星可能是一个巨星,亚巨星,主序星,或另一颗白矮星。不同的前身星系统产生的Ia型超新星的光谱特征可能不同,这些性质可能与它们在宿主星系中的位置有关。

一颗超新星的亮度在短时间内可以超过整个星系,释放出的能量甚至高于太阳一生的能量。同时,超新星还是宇宙中重元素的来源(在天文学中,把除氢和氦以外的元素统称为重元素)。美国宇航局认为,超新星可以算是“宇宙空间中最大的爆炸”。

  1917年,爱因斯坦利用他的引力场方程,对宇宙整体的性质进行了考察。为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在,他在场方程中引入了一个与度规张量成比例的常数项。该比例常数很小,在银河系尺度范围可忽略不计,只在宇宙尺度下才可能有意义,这被称作宇宙学常数。

孟祥存向《中国科学报》进一步解释道:“超新星是恒星演化到晚期的一种剧烈爆发现象,其亮度大概是太阳的1000亿倍,是宇宙中最为壮观的高能爆发现象之一。”

  1929年天文学家艾德温.哈勃发现了银河系之外的星系离我们的距离与远离它们远离的速度成正比,即退行速度越大的星系离我们也更遥远。这就是著名的哈勃定律,它表明了宇宙不是静止不变的,而是处于膨胀之中。以此推论宇宙在早期必定很小甚至很致密,而现在的理论认为宇宙很可能起源于一百多亿年前的一次热大爆炸产生。这一说法还得到了宇宙微波背景辐射探测以及宇宙大尺度结构等观测证据的支持。膨胀的宇宙的发现是20世纪最重要的天文发现之一,它让人们找到了宇宙起源的线索。而进一步了解宇宙膨胀的命运则需要找到一种能够精确量度宇宙膨胀速度的“标准烛光”天体。Ia型超新星正是这样一类天体,其爆发时光度非常亮并且较均匀。

中国也是最早观测到超新星的国家。人类记录下最古老的超新星是RCW 86,由中国天文学家在公元185年观测到,据记载,这颗超新星当年在空中停留了8个月。

  1998年,国际上两个研究组对遥远星系中爆发的Ia型超新星进行了详细和观测和研究发现远处的超新星较近处的暗25%,从而得出宇宙加速膨胀这一惊人的结论。这一重大发现是在哈勃发现宇宙膨胀后,对宇宙的更进一步的认识。加速膨胀表明宇宙存在一种排斥力,这被归结为宇宙暗能量的存在。上述发现在2011年获得了诺贝尔物理学奖。

来自大英百科全书上的信息显示,在发明望远镜之前,只有过7颗超新星的记录,其中最著名的超新星是蟹状星云。这颗超新星在1054年被中国和高丽的天文学家记录下来。根据美国亚利桑那州以及新墨西哥州的壁画推测,当时美洲西南部的原住民也注意到了它,这颗超新星太亮了,甚至可以在白天看到它。

  然而,令人感到遗憾的是,Ia型超新星的爆发以及它们的前身星的物理机制仍然是个谜题。即使近几年来观测到的Ia型超新星的数据显著增长,天文学家能够探测爆发超新星的一些观测性质上的差异,并提出可能存在的多种爆发模型,但不同的学者各执己见,未能达到公认的统一。

此次研究的Ia型超新星是光极大附近光谱中没有氢、氦线,却有极强的硅吸收线的一类超新星,被普遍认为是从一个双星系统(由两颗恒星相互绕转组成的系统)的白矮星演化而来的。“当白矮星逐渐把它邻居恒星的气体全部吸收后,它便慢慢被压缩,导致内部的核反应,最后形成超新星的爆发。”李蛟说。

  清华大学物理系王晓锋老师研究组针对Ia型超新星的光谱观测特征和它们的宿主星系的性质进行了最新的研究,对Ia型超新星的前身星模型给出了新的限制进。该项研究成果以《两类不同Ia型超新星的证据》为题于2013年4月12日在美国顶尖学术期刊《科学》正式发表。

发现残留伴星线索

Ia型超新星,“标准烛光”

因为Ia型超新星被认为具有相同的光度峰值,天文学家把这类超新星看作“标准烛光”,从而测量宇宙中的距离。以Ia型超新星为距离指示器进行测距,研究人员发现宇宙正在加速膨胀,这就意味着宇宙是暗能量主导的宇宙。孟祥存表示:“尽管Ia型超新星在宇宙学中非常重要,但我们仍然不知道其前身星是什么,为此研究人员正在利用Ia型超新星来测量暗能量的物态方程及其随时间的演化。”

  也许你会认为超新星是一种星体,也许你会猜测它是宇宙中的一类天体,而其实王晓锋老师是这样描述的:超新星是一些类型的恒星演化到晚期产生的极端高能的爆炸现象;也可以把超新星爆发想象为一个炮仗或者烟花,在宇宙空间中爆炸了,并点亮了周围的空间。他介绍我国古代对超新星爆发现象有早有记载,比如《宋会要》史书中详细地记载了宋朝在1006年和1054年间发生的客星现象,如爆发时在天空上的位置,亮度以及持续的时间。

天文学界普遍认为,根据伴星的类型不同,Ia型超新星前身星模型大致分为单简并星模型(白矮星从正常恒星吸积物质)和双简并星模型。目前还不能区分哪个才是真正的Ia型超新星前身星模型。

  超新星爆炸释放的光度是非常大的,如在几周内释放的能量比太阳在100亿年间总共释放的能量还要多。因此即使在离我们很远的位置爆炸,如在宇宙年龄的1/3-1/4处,我们也能看到它们;并且多数Ia型超新星释放出来的总能量比较类似。由于Ia超新星的这种特征,天文学家把超新星当成了一种“标准烛光”,通过这个“蜡烛”在不同距离处的亮度,即可利用物理公式求出它离我们的距离。

孟祥存指出:“在发生Ia型超新星爆炸时,单简并星模型会留下一颗残留伴星,而双简并星模型不会留下任何天体。所以在超新星遗迹中寻找Ia型超新星残留伴星就成了区分Ia型超新星前身星模型的重要方法。”

  恒星演化有几种结局:质量比较大的恒星,演化末期最终直接产生核心塌缩爆发,中心形成致密的中子星或者是黑洞;而像太阳一样的质量较小的恒星演化结局是把外壳层物质抛掉后,形成白矮星。如果白矮星处于一个孤立的系统,那么随着内部核反应的停止而无产生更多的能量供其发光发热,整个星体将慢慢冷却;若白矮星有距离很近的伴星,则它会从伴星中吸取物质来不断增加自身的质量。当质量增加某一个极限值时,即便是致密的电子气体也无法阻挡来星体的巨大引力。星体局部塌缩导致核心温度升高,从而中心的物质被点燃并引发一个失控的热核反应,将整个星体炸掉。此类恒星爆炸被称为Ia型超新星爆发。由于其在现代宇宙学中扮演了重要的角色,从而其爆发模型本身也成为学界研究的热点。

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