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16.8万光年外,这颗超新星爆炸的背后,隐藏着一颗中子星!

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发表于 2020-10-23 11:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
16.8万光年外,这颗超新星爆炸的背后,隐藏着一颗中子星!

Original 手机软件:博科园
天文物理 Yesterday

1987年2月23日发现一圈火环撕裂了大麦哲伦星云的天空,这是一个围绕着银河系大约168000光年远的小星系。在那天晚上,一颗质量比太阳大14倍的巨大蓝色恒星爆发成超新星爆炸,这比过去400年中看到的任何其他恒星都更明亮,更接近地球。科学家将这次爆炸命名为“超新星1987A”,因为显然异想天开就像那个蓝色巨星一样死亡。自天文学家发现这次爆炸以来的32年里,许多恒星系的气体和尘埃雾气喷发到了这颗前恒星曾经所在的太空中。


                               
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在那里,科学家们发现了有史以来关于恒星死亡及其尘土飞扬后最清晰的观点之一。然而,有一件事直到现在从未发现,那就是恒星本身的身体。使用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)望远镜,一组研究人员现在窥视了尘土飞扬的爆炸地点,并确定了一个辐射“斑点”,这个“斑点”隐藏了曾经强大超新星1987A的残骸。根据现在发表在《天体物理学》期刊上的一项研究,这个斑点的发光亮度是其周围尘埃的两倍。


这表明该物体隐藏着一种强大的能量来源,可能是中子星。该研究的主要作者、威尔士加的夫大学的天体物理学家菲尔·西根表示:这是第一次能够告诉我们,超新星遗迹中的这片云中有一颗中子星。它的光线被一团非常厚的尘埃所遮蔽,在许多波长上阻挡了来自中子星的直射光,就像雾遮蔽了聚光灯一样。


                               
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多年来,研究人员一直怀疑超新星1987A尘雾背后隐藏着一颗中子星。要产生今天在那里看到绝对质量的气体,前身恒星在其鼎盛时期必须是太阳质量的近20倍。并且在燃料耗尽和爆炸之前,该恒星的质量必须大约是太阳质量的14倍。那么大的恒星可以变得非常热,以至于恒星核心的质子和电子结合成中子,在这个过程中抛出大量微小幽灵般的亚原子粒子,称为中微子



                               
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随着这样一颗恒星的爆炸死亡,核心压缩成一个由纯中子组成的超稠密、令人难以置信快速旋转的中子球,称为中子星。对超新星1987A的早期观察证实,大量中微子正从恒星残骸中溢出。周围尘埃云的明亮光芒也表明里面有一个令人难以置信的发光物体。中子星从极点射出X射线光的信标,被称为脉冲星,是天空中最明亮的物体之一。然而,灰尘太厚,太亮,天文学家无法清楚地看到里面。


                               
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为了绕过这一障碍,天文学家们现在使用强大的ALMA望远镜观察了1987A内部光波长之间令人难以置信的微小差异。这项分析不仅显示了云的某些部分比其他部分发光更亮,而且使研究小组能够推断出气体和尘埃中存在哪些种类的元素。在云中心附近发现了一块比平均能量更亮的斑点,这一区域的CO(一氧化碳)分子比其余超新星残留物的CO分子更少。


                               
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CO很可能正被一个高热源破坏,很可能是使整个云层发光的同一辐射源。这一结论表明,有一个明亮而致密的物体,很可能是1987年变成超新星的恒星身体。研究的合著者、卡迪夫大学的Mikako Matsuura表示:我们相信这颗中子星存在于云层后面,并且我们知道它的确切位置。对这个斑点的更多观察将揭示更多关于它的性质;然而,真正的考验将在50到100年后到来,这时尘埃应该足够清澈,可以暴露出下面的猛烈引擎。



博科园|文:Brandon Specktor/Live Science
参考期刊《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4357/ab4b46


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