作者:Jon Cartwright,来自自然杂志
根据一个国际研究合作团队的说法,宇宙中一些最亮的恒星爆炸应该被归类为一种新型超新星。该小组已经编目了六次爆炸,这些爆炸无法轻易地用任何已知的过程来解释。
当质量是太阳数倍的恒星死亡时,它们会爆炸,形成超新星。这个过程各不相同,但结果是巨大的能量辐射,其亮度可以超过整个星系。有时辐射是由新生成的元素的放射性衰变产生的,而在另一些情况下,辐射则来自热的爆炸性释放,或来自恒星喷射出的碎片与周围物质之间的碰撞。
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位于帕萨迪纳的加州理工学院的天文学家罗伯特·金比和他的同事们正在介绍一种新的超新星类型,这种超新星不是由这些过程中的任何一种驱动的。
在今天在线发表在《自然》杂志上的一项研究中,研究人员描述了四颗先前未被识别的超新星,以及两起已知的事件,这两起事件曾使天文学家感到困惑:SN 2005ap,它在2007年被确定为有史以来探测到的最亮的超新星;以及SCP 06F6,它在2008年成为头条新闻,因为它有一个光谱,与任何已知的超新星类型都不匹配。
新类型中的超新星有几个显著特征。其中之一是它们非常明亮——比最常见的 Ia 型超新星亮约十倍。另一个是它们的主要发射不是可见光,像大多数超新星一样,而是紫外线辐射。
无与伦比的力量
问题是是什么导致了它们的亮度。在 Ia 型超新星中,持久的光芒来自镍-56等同位素的放射性衰变。但金比的研究小组认为,新超新星的情况并非如此,因为它们的紫外线光芒衰减速度太快,大约是核衰变速度的三倍。
光可能来自爆炸本身,但研究人员表示,如此高的亮度将要求恒星释放出“不切实际”的能量。唯一剩下的传统解释——光是在恒星碎片与富含氢的周围物质之间的相互作用中产生的——似乎不太可能,因为它们发出的光没有显示出氢存在的迹象。
金比的研究小组认为,也许爆炸的恒星非常巨大——比如,是太阳质量的100倍——以至于它们会变得非常不稳定,在最终爆炸之前抛出一些物质。那么,最终的爆炸将与先前抛出的物质相互作用,产生令人眼花缭乱的光芒。
另一方面,超新星的早期阶段可能产生了旋转的、高度磁化的中子星或“磁星”。这种恒星非常强的磁场会减缓它们的自转,而它们运动的多余能量将被释放出来,使超新星异常明亮。
这个过程可能会在一段时间内引起争论。“非常大质量恒星的死亡仍然很不确定,”东京大学的天文学家梅田秀之和野本宪一说。“物质是如何从这些恒星中喷射出来的,以及在爆炸前多久喷射出来,仍然是未知且有争议的问题。”
但是,新的超新星不必被分配到一个命名的类别才能对天文学家有用。它们的极端亮度意味着它们应该照亮宇宙遥远的部分,也许真的可以照亮非常微弱的矮星系的形成。
本文经《自然》杂志许可转载。这篇文章于 2011 年 6 月 8 日首次发表。