史上首次!红超巨星的爆炸过程终于被观测到,光度达太阳的数亿倍

现有的恒星演化理论模型认为,宇宙中的大质量恒星到了主序星阶段结束的时候都会发生超新星爆发现象,在这一刻恒星会释放出相当于太阳百亿年核聚变能量数十倍的能量,恒星中的大量物质瞬间被抛洒出来,如同在宇宙中燃放了烟花,天文学家们也早就发现过宇宙中超新星爆发的遗迹,而且观察过来自麦哲伦星云的SN1987A蓝超巨星的超新星爆发,但一直未能发现红超巨星超新星爆发的实时景象,不过在2020年的夏天,这一景象来了。

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2022年1月8日,《南方都市报》等媒体称一个由美国西北大学和加州大学伯克利分校组成的天文学研究团队表示,他们曾在2020年夏天首次实时观测到一颗红超巨星发生超新星爆发后坍缩成一颗II型超新星的过程,从中直观了解到红超巨星超新星爆发的特征。

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红超巨星是质量至少为太阳4倍以上的主序星在晚年阶段的状态,恒星在这个时候会膨胀得十分巨大,因为质量高于4倍太阳质量的恒星在氦核外重新引发氢聚变时,其核外放出来的能量未明显增加,但半径却增大了好多倍,就成为了红超巨星,比如猎户座上的参宿四就是一颗红超巨星,它的质量是太阳的11.6倍左右,但体积却是太阳的5亿倍左右。

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研究者们发现的这个爆发的红超巨星位于NGC 5731星系、距离我们约1.2亿光年,开始的时候它并没有表现出强烈的爆发迹象,只是星体看上去有些“悸动”,并且有较强的辐射显露出来,但忽然之间它就明亮了起来,研究者们认真观察了它之后130天中的星体变化,其过程非常活跃,其爆发类型被归类为II型超新星事件,这次事件也被标记为SN2020tlf。

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这次天文事件被夏威夷凯克天文台的深层成像和多物体光谱仪以及近红外埃切莱特光谱仪观测到,光度达太阳的数亿倍,如同宇宙中绽放的大烟花。美国西北大学的天文学教授玛格迪说:“我们从来没有在一颗红超巨星中确认过如此剧烈的活动,真不是一般的壮观!我们看到它产生了如此明亮的辐射,然后坍塌和燃烧,直到现在。”

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论文的主要作者韦恩则说:”这次事件提供了对大质量恒星死亡前理解的一个突破,帮助我们直接探测到红超星的超新星前活动,之前从未在一个普通的II型超新星中观察到,这次是第一次看到了一颗红色超巨星的爆炸。“

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Ⅱ型超新星又称核塌缩超新星,它是大质量恒星由内部塌缩引发剧烈爆炸的结果,只有质量是太阳9倍以上的红超巨星才会出现这样的现象,有专家认为观测这样的事件将极大地影响我们如何定义恒星演化的最后几个月,解开大质量恒星如何度过其生命最后时刻的一些谜团。

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参考资料:

《南方都市报》2022年1月8日文章《科学家首次实时见证一颗大质量恒星快速坍塌,并爆炸成超新星》

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