奇怪的死亡恒星可能是微型超新星的残余

对白矮星 LP 40-365 的研究可能会揭示有关神秘恒星爆炸的新细节

天狼星 B(左下方)是巨星天狼星的伴星,也是“白矮星”的典型例子,白矮星是类太阳恒星死亡后留下的恒星余烬。天文学家研究了另一颗更遥远的白矮星 LP 40-365 的成分和运动,发现它可能来自另一种过程,一种被称为“微型超新星”的鲜为人知的恒星爆炸。

一项新的研究发现,一颗奇怪的死亡恒星可能是一颗微型超新星的残余。

研究人员表示,这颗奇异恒星的特性可能有助于阐明创造它的不寻常超新星是如何形成的。

科学家研究了白矮星,它们是超致密的,地球大小的死星核心,是在恒星耗尽燃料并脱落外层后留下的。[如何区分恒星类型(信息图)]


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“这些天体非常暗淡——比普通恒星暗淡得多——但在我们银河系的角落里却有很多,”研究的主要作者,捷克共和国翁德热约夫捷克科学院天文研究所的天体物理学家 Stephane Vennes 说。

大多数恒星最终会变成白矮星。事实上,“我们自己的太阳也会以一颗不起眼的白矮星结束其一生,” Vennes 告诉 Space.com。

Vennes 和他的同事专注于一颗名为 LP 40-365 的不寻常的白矮星,它距离地球约 1,000 光年。这个天体的质量约为太阳质量的 14%,直径约为太阳直径的 8%。不寻常的是,它以大约 123 万英里/小时(198 万公里/小时)的速度在太空中飞驰。

“很明显,这不是一颗普通的恒星,”Vennes 说。“它的速度非常快,以至于它正在永久离开银河系。”

为了更多地了解这颗白矮星,研究人员在两年内使用亚利桑那州的基特峰国家天文台、西班牙加那利群岛的威廉·赫歇尔望远镜、亚利桑那州的希尔特纳望远镜和夏威夷的双子座北望远镜对其进行了观测。

Vennes 的小组发现,这颗白矮星不仅速度快,而且成分也很奇怪。与许多白矮星不同,LP 40-365 的大气层中没有任何氢和氦的痕迹,氢和氦是宇宙中两种最常见的元素。相反,其可见大气层几乎完全由氧气和氖气组成,并掺杂了少量的钠和镁。

“不寻常的白矮星 LP 40-365 与其他任何白矮星都不同,”Vennes 说。

现在,Vennes 和他的同事认为,这颗奇异白矮星的起源可能在于本质上是微型超新星的爆炸。

超新星是科学家已知的最强大的恒星爆炸;它们在整个宇宙边缘都是可见的。在两种主要的超新星类型中,Ia 型超新星发生在白矮星从一颗伴星吸取过多燃料后完全被摧毁之后。相比之下,II 型超新星发生在质量约为太阳 10 到 100 倍的恒星核心耗尽燃料并在瞬间坍缩成一个非常致密的团块,向外爆发出明亮辐射之后。

大约 15 年前,科学家们开始注意到一些超新星似乎与普通的 Ia 型超新星相似,但明显较暗。其中一些所谓的Iax 型超新星的峰值亮度仅为 Ia 型超新星的 1%。

先前的研究表明,当白矮星从一颗供体星积累燃料时,可能会发生 Iax 型爆发,但白矮星的核心在超新星期间未能完全燃烧。结果,一块巨大的弹片被踢入太空——“一颗超高速恒星”,Vennes 说。

研究人员表示,LP 40-365 正是人们期望从 Iax 型超新星中留下的残余物。根据白矮星的大小和当前温度,他们估计爆炸发生在 500 万到 5000 万年前。根据它的速度和轨迹,它可能在约 50 万年前最接近太阳,距离地球约 300 光年,研究人员说。

根据 Vennes 的说法,新的发现可能会揭示为什么会发生 Iax 型超新星。LP 40-365 的大气成分支持这样一种模型,即这种爆炸背后的白矮星具有富含氧气和氖的地幔层,这会影响死星燃烧的方式,导致延迟爆炸,从而“留下少量的未燃烧的核心物质”,Vennes 说。

科学家们预计,未来会发现更多 Iax 型超新星的高速残余物。“我们认为这个天体只是许多尚未被发现的天体中的第一个,”Vennes 说。“欧洲航天局的盖亚任务应该会提供大量此类候选天体。”

科学家们在 8 月 18 日出版的《科学》杂志上详细介绍了他们的发现

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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