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天文学家从Ia型超新星探测到前所未见的无线电波
发布日期:2023-09-20 00:45:10  稿源:cnBeta.COM

天文学家首次观测到了 Ia 型超新星(一种源自白矮星的爆炸)发出的无线电波。这为了解白矮星如何爆炸提供了重要线索。Ia(One-A)型超新星是白矮星的核爆炸。这种类型的超新星广为人知;天文学家利用这些超新星来测量宇宙学距离和宇宙膨胀。然而,人们对 Ia 型超新星的爆炸机制还不是很了解。

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伴星中的富氦物质吸积到白矮星上的图像。在爆炸之前,大量物质从伴星中剥离。研究小组希望弄清发射的强射电波与这种剥离物质之间的关系。资料来源:Adam Makarenko/W. M. 凯克天文台

孤独的白矮星不会爆炸,因此人们认为来自邻近伴星的质量吸积在引发爆炸中起了作用。吸积的物质是伴星的外层,因此通常主要由氢组成,但人们认为白矮星也有可能从失去外层氢的伴星吸积氦。

当白矮星从伴星上剥离物质时,并不是所有的物质都落到了白矮星上;有些物质会在双星系统周围形成环绕星物质云。当白矮星在周星体物质云中爆炸时,预计爆炸产生的冲击波穿过周星体物质会激发原子,使它们发出强烈的无线电波。然而,尽管已经观测到许多 Ia 型超新星在星周物质云中爆炸,但迄今为止,天文学家还没有观测到与 Ia 型超新星相关的无线电波辐射。

双星系统的艺术印象:一颗紧凑的白矮星从一个富含氦的供体伴星中吸收物质,周围是高密度的尘埃状周星体物质。正是爆炸后的恒星和伴星残留物质的相互作用,才产生了强烈的射电信号,并在 SN 2020eyj 的光学光谱中形成了明显的氦线。资料来源:Adam Makarenko/W. M. 凯克天文台

一个由斯德哥尔摩大学和日本国家天文台(NAOJ)成员组成的国际研究小组对一颗于2020年爆炸的Ia型超新星进行了详细观测。他们发现,这颗超新星被主要由氦组成的星周物质所包围,并成功探测到了来自超新星的无线电波。将观测到的射电波强度与理论模型进行比较后发现,原初白矮星每年以约为太阳质量 1/1000 的速度吸积物质。这是第一颗经证实的由伴星质量吸积引发的Ia型超新星,伴星的外层主要由氦组成。

这次对富氦Ia型超新星无线电波的观测有望加深我们对Ia型超新星爆炸机制和爆炸前条件的理解。现在,达到团队计划搜寻其他Ia型超新星的射电辐射,以阐明导致爆炸的演化过程。

这些结果以 Kool 等人"A radio-detected Type Ia supernova with helium-rich circumstellar material"为题发表在《自然》(Nature)杂志上。

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