超快白矮星为理解超新星提供线索

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来自 RIKEN 开创性研究集群的科学家们使用计算机建模来展示一种假设的超新星类型将怎样在数千年的范围内演化,为研究人员提供了一种寻找这种模型的超新星示例的方法,即“D6”。

超新星对宇宙学很重要,因为其中一种类型 Ia 被用作允许测量距离的“标准烛光”,事实上,它们被用于测量结果,令最初的观察者惊讶的是,宇宙膨胀正在加速。 人们普遍认为,Ia 型超新星是由被称为白矮星的简并恒星的爆炸产生的——这些恒星已经燃烧了它们的氢并收缩成致密的物体——但导致爆炸的机制尚不清楚。

最近,运动极快的白矮星的发现为这些超新星起源的一种提议机制增加了可信度,即 D6。 在这种情况下,双星系统中的两颗白矮星中的一颗经历了所谓的“双重爆炸”,其中氦的表面层首先爆炸,然后在恒星的碳-氧核心引发更大的爆炸。 这导致恒星消失,伴星突然从爆炸恒星的引力中解脱出来,以巨大的速度被抛出。

然而,对于这种事件的残余物在最初的爆炸后很长时间会是什么样子,我们知之甚少。 为了探索这一点,该团队决定以超新星遗迹的形式模拟爆炸后数千年的长期演化。 事实上,他们能够观察到前身系统中特定于这种情况的一些特征,从而提供了一种探索超新星物理学的方法,包括被明亮环包围的“阴影”或暗斑。 他们还得出结论,Ia 型爆炸的残余物不一定像人们普遍认为的那样是对称的。

根据该研究的第一作者 Gilles Ferrand 的说法,“D6 超新星爆炸具有特定的形状。我们不相信它会在最初的事件发生很久之后在残骸中可见,但实际上我们发现有一个特定的特征爆炸发生数千年后,我们仍然可以看到。”

RIKEN 天体物理大爆炸实验室的负责人 Shigehiro Nagataki 说:“这是一个非常重要的发现,因为它可能会对 Ia 超新星作为宇宙尺度的使用产生影响。它们曾经被认为源自单一现象,但如果它们是多样化的,那么可能需要重新评估我们怎样使用它们。”

Ferrand 继续说道,“展望未来,我们计划学习怎样更精确地计算 X 射线发射,同时考虑到冲击等离子体的成分和状态,以便与观察结果进行直接比较。我们希望我们的论文能够给出对观察者来说,关于在超新星遗迹中寻找什么的新想法。”

这项研究是与包括曼尼托巴大学研究人员在内的国际团体合作完成的,发表在《天体物理学杂志》上。