一个由伯明翰大学领导的国际天文学家团队已经确认了一颗超新星--它的亮度和能量至少是它的两倍,而且可能比任何有记录的要大得多。
该团队包括哈佛大学、西北大学和俄亥俄大学的专家,他们认为这颗被称为SN2016aps的超新星可能是一个非常罕见的“脉动对-不稳定”超新星,它可能是由爆炸前合并的两颗大质量恒星形成的。他们的发现今天发表在自然天文学.
到目前为止,这种事件只存在于理论上,从未通过天文观测得到证实。
来自伯明翰大学物理与天文学学院和引力波天文学研究所的马特·尼科尔博士是这项研究的主要作者。他解释说:“我们可以用两个尺度来测量超新星--爆炸的总能量,以及作为可见光或辐射发出的能量的数量。”
“在一个典型的超新星中,辐射不到总能量的1%。但在SN2016aps中,我们发现辐射是正常大小超新星爆炸能量的五倍。这是我们所见过的超新星发射的光最多的一次。”
为了变得如此明亮,爆炸肯定比平常更有活力。通过研究光谱仪,研究小组能够证明这次爆炸是由超新星和巨大的气体外壳之间的碰撞驱动的,在恒星爆炸前的几年里,这颗气体是由恒星脱落的。
来自西北大学的彼得·布兰查德博士是这项研究的合著者之一,他说:“虽然每天晚上都会发现许多超新星,但大多数都是在巨大的星系中发现的。”“这颗恒星立即脱颖而出,需要进一步观察,因为它似乎处于不知名的地方。直到超新星光线消失之后,我们才能看到这颗恒星诞生的星系。”
该小组观察了两年的爆炸,直到它消失到峰值亮度的1%。利用这些测量,他们计算出超新星的质量比我们的太阳大50到100倍(太阳质量)。通常超新星的质量在8到15个太阳质量之间。
尼科尔博士说:“质量非常大的恒星在死前会经历剧烈的脉动,从巨大的气体壳中摇动。这可以通过一种叫做双不稳定性的过程来驱动,过去50年来,这一直是物理学家们猜测的话题。”“如果超新星的时机正确,它就能赶上这个壳层,并在碰撞中释放出大量能量。我们认为这是迄今为止观测到的这个过程中最引人注目的候选之一,而且可能也是最大规模的。”
“SN2016aps还包含了另一个谜题,”Nicholl博士补充道。“我们探测到的气体大多是氢--但这样一颗大质量恒星在开始脉动之前,通常就会通过恒星风失去所有氢。一种解释是,在爆炸之前,周围两颗质量稍小的恒星(比如60太阳质量)已经合并。质量较低的恒星将氢气保存时间更长,而它们的综合质量足够高,足以引发不稳定对。”
哈佛大学(Harvard University)的合著者Edo Berger教授说:“发现这颗非凡的超新星的时机再好不过了。”“既然我们知道自然界中发生了这样的高能爆炸,美国宇航局的新詹姆斯·韦伯太空望远镜将能够在如此遥远的地方看到类似的事件,我们可以回顾宇宙中第一批恒星的死亡。”
超新星2016aps最初是在全景测量望远镜和快速反应系统(Pan-STARRS)的数据中发现的,这是一个大规模的天文测量计划。研究小组还使用了来自哈勃太空望远镜、夏威夷凯克和双子座天文台以及亚利桑那州MDM和MMT观测站的数据。其他合作机构包括斯德哥尔摩大学、哥本哈根大学、加利福尼亚理工学院和空间望远镜科学研究所。
这项研究是通过皇家天文学会研究研究金以及国家科学基金会、美国宇航局和地平线2020欧洲联盟框架的赠款资助的。