包括来自莱斯特大学、巴斯大学和沃里克大学的=天文学家在内的一个国际科学家小组发现了证据，证明存在一种物质的“热茧”，它包裹着逃离垂死恒星的相对论射流，这项研究表在《自然》上。相对论射流是一种非常强大的现象，它涉及等离子体射流以接近光速的速度从黑洞中喷射出来，可以延伸数百万光年。对超新星SN2017iuk爆炸后不久的观测显示，它以光速的三分之一迅速膨胀。这是迄今为止观测到最快的超新星膨胀。
博科园-科学科普：对流出物进行了数周的监测，发现最初化学成分和后来的化学成分有明显差别。综上所述，这些都是大量理论化热茧存在的标志，填补了我们对逃离恒星物质喷射如何与周围恒星包膜相互作用认识上的空白，并为之前两种截然不同的超新星之间提供了潜在联系。这颗超新星标志着一颗大质量恒星的最终消亡，在这一过程中，恒星核心坍缩，外层被猛烈地吹离。在恒星死亡时，一种高度相对论性的窄束物质可以从恒星两极喷射出来，这种物质首先在伽玛辐射中发出明亮的光芒，然后穿过整个电磁波谱，被称为GRB。
到目前为止，天文学家还无法研究这类超新星(GRB-SN)形成的最早时刻，但SN2017iuk凑巧就在附近，距离地球大约5亿光年，而GRB光的亮度较低，使得SN本身在早期就能被探测到。莱斯特大学物理与天文学系副教授雷阿纳·斯塔林博士说：这一事件立刻看起来就像是值得追踪的，因为它发生在一个设计宏大的旋涡星系中，从宇宙学的角度来说，它离我们非常近。当第一批数据出现时，光线中有一种看起来很蓝不寻常的成分，这促使了一场监测活动，看看我们能否通过跟踪演化过程并获取详细的光谱来确定起源。
图片：Artist’s impression by Anna Serena Esposito
伽马暴本身看起来很弱，所以我们可以看到在新形成射流周围发生的其他过程，这些过程通常会被淹没。相对论射流钻出恒星时产生热气体茧的想法在其他情况下也曾被提出和暗示过，但这里有证据表明我们需要确定这种结构的存在。需要使用一套空间和地面观测站采取协调一致的方法，在30天内以多种波长监测这颗超新星。这一事件最初是通过尼尔·盖恩斯·斯威夫特天文台发现。Swift是美国国家航空航天局(NASA)的一个太空项目，莱斯特大学(University of Leicester)是该项目的三个合作伙伴之一，并拥有其英国数据中心。由引力波光学瞬态天文台(GOTO)获得的数据有助于追踪超新星的光，而光谱分析是通过专门的观测项目获得的，包括由莱斯特大学Nial Tanvir教授领导的STARGATE合作项目，该项目使用欧洲南方天文台的8米望远镜。
超新星2017iuk(用箭头表示)在其宿主星系中。图片：A. de Ugarte Postigo (IAA/CSIC)
坦维尔教授是莱斯特大学物理学和天文学讲师表示：相对论射流穿过恒星，就像一颗子弹从苹果内部射出一样，我们第一次看到的是子弹射出后爆炸的碎片。在超新星爆发后大约一小时内，测量到它以每秒11.5万公里的速度膨胀。在早期膨胀超新星中发现了一种不同的化学成分，与后来富含铁的喷出物相比。研究小组得出的结论是：在喷射开始后的几个小时内，喷出物就来自内部，来自喷射产生的热茧。现有的超新星产生模型被证明不足以解释所测量到的大量高速物质。研究小组开发了包含cocoon组件的新模型，发现它们非常匹配。
SN2017iuk也为伴随GRB的超新星和不伴随GRB的超新星之间提供了一个长期寻找的联系：在单独的超新星中，也观察到高速流出，速度达到每秒5万公里，这可以在同样的茧状场景中产生，但相对论性GRB射流的逃逸以某种方式受到阻碍。没有grb的核坍缩超新星通常在其发生后很久才被发现，这使得科学家几乎没有机会发现热茧的任何特征，而与grb相关的超新星的茧特征通常被明亮的相对论射流所掩盖。罕见的SN2017iuk特例为这类超新星现象早期阶段打开了一扇窗，使得难以捉摸的茧状结构得以观察。
博科园-科学科普｜研究/来自: 莱斯特大学
参考期刊文献:《自然》
DOI: 10.1038/s41586-018-0826-3