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發現超新星的前身恆星?

Ia型超新星(Type Ia supernova)是非常劇烈而明亮的恆星爆炸事件,天文學家透過觀察Ia型超新星的亮度,可以估算出它們所在的距離,並因此而得出宇宙正在加速膨脹的結論。但事實上,天文學家對Ia型超新星究竟如何是發生的,瞭解還是非常有限?由美國卡內基科學研究所(Carnegie Institution for Science)Stella Kafka領軍的研究小組,最近識別出一個Ia型超新星爆炸之前的恆星系統,讓天文學家得以進一步瞭解Ia型超新星發生之前的恆星狀態。相關論文發表在《英國皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)中。

目前較普遍接受的Ia型超新星理論是雙星系統中的其中一顆子星是白矮星,當它掠奪伴星質量以致超過1.4倍太陽質量的錢卓極限時,便引起劇烈熱核反應導致爆炸。不過,關鍵問題在於:那個被掠奪的受害恆星性質為何?白矮星如何增加質量?以及,這個質量增加的過程會如何影響爆炸的特性?

為了解決這些問題,科學家搜尋有可能發生Ia型超新星爆炸的雙星系統。這項工作並不簡單,因為相當於在大海裡撈針,他們列出了數千個可能的雙星系統,但還沒在這個候選名單中發現任何一個系統真的發生爆炸。Kafka等人藉由識別與Ia型超新星有關的鈉氣體來找尋可能的候選雙星系統,因為鈉氣體可能是雙星中的那顆被掠奪質量的受害者向外拋出的氣體,常在Ia型超新星爆炸現場附近偵測到鈉氣體的存在。這,就很可能是瞭解超新星爆炸前的前身恆星的線索。即使如此,Kafka等人的工作也只比大海撈針好一點點而已。

然而,利用位在智利的Las Campanas觀測站DuPont望遠鏡所做的觀測資料,Kafka等人很幸運地發現船底座QU(QU Carinae)雙星系統具有鈉氣體特徵,是個非常可能的超新星前身恆星。這個系統真的含有一顆正在從身為巨星的伴星處掠奪質量的白矮星,而且也在這個系統周圍偵測到鈉氣體。

船底座QU列名在一種較少見的雙星星表中,這種雙星非常明亮,而且其中的白矮星從伴星處掠奪質量的速度非常快。鈉氣體應該是在那個身為巨星的伴星的大氣中製造出來的,之後經由恆星風散佈到雙星周圍。如果白矮星發生超新星爆炸,則能偵測到類似其他Ia型超新星的那種鈉氣體譜線特徵。

Kafka表示:他們非常高興能識別出船底座QU雙星系統,如能進一步了解這些系統中兩顆子星的特性、兩星之間質量交換的狀況,或是這對雙星長期的演化狀況,便能讓天文學家全面瞭解這類雙星如何能製造宇宙最重要的爆炸事件,當然也能藉由這個宇宙標準燭光之一的Ia型超新星進一步瞭解整個宇宙的加速膨脹等演化狀況。

資料來源:Supernova progenitor found?[2012.08.06]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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