天文学家认为他们看到一颗恒星从一个巨大的气泡中爆炸而出

天文学家认为他们看到一颗恒星从一个巨大的气泡中爆炸而出

它看起来像是遥远螺旋星系臂上的一道闪光。它比邻近的恒星还要耀眼,这道引人注目的光辉在天空中持续了 2.2 天后达到顶峰。然后它消失了,慢慢地暗淡下来,尽管研究人员竞相用更多的望远镜来观测这一短暂的事件。

对于一颗典型的超新星来说,它的速度太快了,当恒星进入其生命的最后阶段时,超新星往往会逐渐形成和消退,爆发出一场可能持续数月的天文烟花秀。天文学家过去曾注意到大约十几次类似的事件,这是一类独特的恒星现象:快速演变的发光瞬变或 FELT。

没人知道它们是什么。一颗试图变成超新星但失败了的恒星会很快,但也会暗淡得多。伽马射线爆发的余辉?有可能,但伽马射线爆发很少见,这不太合适。两颗中子星相撞?也太暗淡了。黑洞吸收周围物质驱动的某种东西?有可能,但为了让场景符合数据而进行的扭曲使其不太可能。

随后,在 2015 年,开普勒太空望远镜在一个遥远星系的臂上发现了最新的 FELT。它每 30 分钟拍摄一次该天空部分的图像,提供了比以前更详细的 FELT 快速上升和下降的视图。

科学家本周在《自然天文学》杂志上发表了这些观测结果,并认为他们可能至少知道这一现象背后的部分机制。这是一颗超新星,但在出现之前,它已经隐藏在气体茧中好几天了——一只耀眼而短暂的蝴蝶。

天文学家谈论的是哪种超新星?一份便捷指南。NASA

太空望远镜科学研究所天文学家、论文主要作者阿明·雷斯特 (Armin Rest) 解释道,这颗恒星很可能在其核心爆炸前的几个月到一年内抛弃了气态外壳。

“被抛射出的壳层通常是氢和氦等较轻的元素。而且温度也相对较低,”雷斯特说。“超新星的抛射物更多来自恒星的核心——它已经富含较重的元素。然后超新星会产生更多较重的元素,并将其加热数万开尔文。”

雷斯特解释说,最终的结果就是速度非常快、温度非常高的重元素与温度相对较低、重量较轻的元素相撞。碰撞非常剧烈,非常突然,就像汽车撞到墙上一样。光和热迅速喷涌到太空中,然后迅速消散,碰撞后恒星车辆的能量迅速消散。

这一情景与 Rest 观测到的光变曲线极为吻合。气体云最初遮住了超新星的光线,因此当恒星爆炸产生的物质最终与气体茧壳相遇时,望远镜会捕捉到突然的闪光。但到那时,恒星留下的物质已经不多了,因此它很快就从视野中消失了。

这使得雷斯特等天文学家没有太多时间将强大的慢速地面望远镜聚焦到这一事件上。由于开普勒目前的要求,太空望远镜中看到的物体每天在地球上只能看到短短几个小时。

天文学家们设法拍摄了一张超新星在峰值时的清晰图像,但第二天晚上他们再次返回观察时,多云的天空遮住了他们的视线。“我们下一次拍摄图像是在 14 天后,如果你在 14 天后看光变曲线,它几乎消失了,”雷斯特说。

这是研究 FELT 的危险之一。关于它们是如何形成的,仍有许多未解问题,而且时间线非常短。研究人员仍在试图找出最初是什么原因导致恒星气体喷发。这些事件背后的机制仍然难以捉摸,但像这样的观察可以帮助确定它们。

雷斯特说:“这次事件的美妙之处在于,我们有了异常的光变曲线,这让我们可以创建一个模拟、理论模型,并预测我们将看到什么样的光变曲线。”

他和同事与伯克利的合作者一起创建了这些模拟。“现在我们可以确定存在什么样的壳层。它距离恒星有多远?壳层有多厚?壳层中有多少质量?有了这些参数,我们就可以断言,‘好吧,无论发生什么事件,它都必须产生这样的光变曲线。’将来,这将帮助我们确定‘爆发’,即实际上导致壳层被喷出的喷发。”

天文学家将继续寻找这样的事件,只要燃料还够用,他们就会使用开普勒望远镜,之后则使用下一代太空望远镜 TESS。他们只需观察稳定的恒星和星系,一旦其中一个爆炸恰好与他们的视野相交,他们就会立即采取行动——并希望天空晴朗。他们只能在天文意义上看到一瞬间,之后它就会永远消失。不要眨眼。

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