據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)站報(bào)道,,目前,科學(xué)家宣稱,,美國(guó)宇航局兩顆太空探測(cè)器將揭曉歷史上首顆超新星爆炸的神秘面紗,,這顆遠(yuǎn)古超新星是在兩千年前古代中國(guó)人發(fā)現(xiàn)的,。
“熱核爆炸”(Ia)型超新星爆炸示意圖
公元185年,中國(guó)古代天文學(xué)家觀測(cè)到一顆被稱為“客星(guest star)”的神秘星體,,這顆星體茍延殘喘存活了大約8個(gè)月,。但直到上世紀(jì)六十年代,科學(xué)家才確定這顆神秘星體是人類迄今觀測(cè)到最早的超新星,,它是一顆以猛烈爆炸死亡方式結(jié)束生命的遙遠(yuǎn)恒星,。
目前,美國(guó)宇航局斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡和廣域紅外探測(cè)器(WISE)最新紅外觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,,它是在一個(gè)相對(duì)沒有氣體和灰塵的太空區(qū)域爆炸的恒星,,該區(qū)域使恒星爆炸速度更快,噴射物質(zhì)更遙遠(yuǎn),。
美國(guó)羅利市北卡羅來納州大學(xué)天文學(xué)家布萊恩-威廉姆斯(Brian Williams)說:“該超新星殘骸非常龐大,,且爆炸速度非常快,。它膨脹至兩千年前所預(yù)計(jì)體積的2-3倍發(fā)生猛烈爆炸,,目前我們可以最終查明其爆炸的原因。”
威廉姆斯是這項(xiàng)研究報(bào)告負(fù)責(zé)人,,該研究報(bào)告詳細(xì)資料發(fā)表在《天體物理學(xué)期刊》上,。
遠(yuǎn)古超新星
這顆遠(yuǎn)古超新星叫做RCW 86,距離地球8000光年,。雖然它的位置是已知的,但該超新星的多數(shù)詳細(xì)情況仍籠罩在神秘之中,。
其中一個(gè)不可思議的謎團(tuán)是事實(shí)上這顆遠(yuǎn)古超新星比預(yù)期體積更大,,如果這顆恒星爆炸內(nèi)部物質(zhì)在現(xiàn)今宇宙紅外線范圍內(nèi)可見,那么在兩千年前這顆超新星將比滿月還要大,。通過對(duì)比斯皮策望遠(yuǎn)鏡和廣域紅外探測(cè)器的最新結(jié)合數(shù)據(jù),,以及基于美國(guó)宇航局錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡和歐洲宇航局XMM-牛頓天文臺(tái)現(xiàn)有觀測(cè)信息,天文學(xué)家能夠揭曉這顆超新星的神秘面紗,。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)RCW 86是Ia型超新星,,是一顆類似太陽的恒星相對(duì)平靜地死亡。這樣的恒星將收縮形成叫做白矮星的密集恒星,,之后從鄰近伴星虹吸物質(zhì),。之后這顆白矮星以超明亮的超新星形式爆炸。威廉姆斯說:“白矮星就像從竭盡火焰中的冒煙煤渣,,如果你將汽油傾倒在上面,,它將爆炸。”
這項(xiàng)研究首次顯示白矮星在爆炸為Ia類型超新星事件之前將在其周圍形成一個(gè)像空洞一樣的太空空曠區(qū)域,,這個(gè)空洞區(qū)域?qū)⒔忉尀槭裁碦CW 86超新星殘骸如何大,。
當(dāng)超新星爆炸時(shí),,空洞結(jié)構(gòu)將使噴射物質(zhì)噴射暢通無阻,從而使恒星殘骸更快速地釋放,。
更多宇宙線索
使用斯皮策望遠(yuǎn)鏡和廣域紅外探測(cè)器,,研究人員測(cè)量出構(gòu)成RCW 86超新星殘骸的灰塵溫度,之后他們計(jì)算出有多少氣體存在于超新星殘骸內(nèi)部,,加熱這些灰塵至一定的溫度,。
他們發(fā)現(xiàn)超新星殘骸多數(shù)時(shí)間存在于這種低密度環(huán)境中,該環(huán)境表明一個(gè)空洞結(jié)構(gòu)的存在,。之前科學(xué)家曾猜測(cè)RCW 86形成于一顆內(nèi)核坍縮超新星,,它出現(xiàn)于當(dāng)恒星內(nèi)核達(dá)到質(zhì)量和內(nèi)爆的臨界點(diǎn),內(nèi)核坍縮超新星是最強(qiáng)大的一種超新星,。
雖然暗示著RCW 86超新星附近存在著一個(gè)空洞結(jié)構(gòu),,但該現(xiàn)象僅與內(nèi)核坍縮超新星有關(guān)。在這些宇宙爆炸中,,超大質(zhì)量恒星在爆炸之前都會(huì)噴射恒星物質(zhì),,在其周圍形成一個(gè)沒有灰塵的空洞區(qū)域。
威廉姆斯和同事可以排除RCW 86是一顆內(nèi)核坍縮超新星的可能性,,錢德拉和XMM-牛頓天文臺(tái)的X射線觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示這顆超新星包含著大量的鐵,,通常情況下這是Ia型超新星的一個(gè)清晰指示器。
結(jié)合紅外觀測(cè)數(shù)據(jù),,天文學(xué)家證實(shí)RCW 86是一顆擁有空洞結(jié)構(gòu)的Ia型超新星,。(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1088/0004-637X/741/2/96
PMC:
PMID:
RCW 86: A TYPE Ia SUPERNOVA IN A WIND-BLOWN BUBBLE
Brian J. Williams1, William P. Blair2, John M. Blondin1, Kazimierz J. Borkowski1, Parviz Ghavamian3, Knox S. Long3, John C. Raymond4, Stephen P. Reynolds1, Jeonghee Rho5 and P. Frank Winkler6
We report results from a multi-wavelength analysis of the Galactic supernova remnant RCW 86, the proposed remnant of the supernova of 185 A.D. We show new infrared observations from the Spitzer Space Telescope and the Wide-Field Infrared Survey Explorer, where the entire shell is detected at 24 and 22 μm. We fit the infrared flux ratios with models of collisionally heated ambient dust, finding post-shock gas densities in the non-radiative shocks of 2.4 and 2.0 cm–3 in the southwest (SW) and northwest (NW) portions of the remnant, respectively. The Balmer-dominated shocks around the periphery of the shell, large amount of iron in the X-ray-emitting ejecta, and lack of a compact remnant support a Type Ia origin for this remnant. From hydrodynamic simulations, the observed characteristics of RCW 86 are successfully reproduced by an off-center explosion in a low-density cavity carved by the progenitor system. This would make RCW 86 the first known case of a Type Ia supernova in a wind-blown bubble. The fast shocks (>3000 km s–1) observed in the northeast are propagating in the low-density bubble, where the shock is just beginning to encounter the shell, while the slower shocks elsewhere have already encountered the bubble wall. The diffuse nature of the synchrotron emission in the SW and NW is due to electrons that were accelerated early in the lifetime of the remnant, when the shock was still in the bubble. Electrons in a bubble could produce gamma rays by inverse-Compton scattering. The wind-blown bubble scenario requires a single-degenerate progenitor, which should leave behind a companion star.