天文学家发现了两颗可能引发超新星爆炸的恒星

1. 天文学家发现了两颗可能引发超新星爆炸的恒星

这是艺术家的想像图，描绘了一颗致密白矮星扭曲了伴星的形状。观察和理论模型表明，这两颗恒星将在大约7,000万年后合并为Ia型超新星。 
  
  　 在一次难得的观测中，天文学家发现了由一颗看不见的白矮星牵引着一颗伴星而造成的扭曲现象，这两颗恒星最终会走向合并，并引发灾难性的Ia型超新星爆炸。 
  
  　　此双星系统名为HD265435，距离地球约1,500光年，由一颗质量仅为太阳0.6倍的高温次矮星与一颗如太阳一样重但体积比地球稍小的白矮星组成，他们每100分钟绕彼此旋转1次。 
  
  　　引起Ia型超新星爆炸主要有2种方式，其中一种方式为白矮星从伴星吸收足够的物质，达到所谓的钱德拉塞卡极限（太阳质量的1.4倍），此时白矮星的核心会被压碎，进而重新点燃核反应并爆炸。另一种方式为在一个双星系统中，其中一颗白矮星和另一颗伴星的总质量接近或超过钱德拉塞卡极限，HD265435正面临这种情况。 
  
  　　此研究发表在《自然（Nature）》期刊，华威大学物理系的Ingrid Pelisoli为主要作者。Pelisoli研究团队并没有直接观察到这颗白矮星，相对地，研究人员使用了美国凌日系外行星巡天卫星（TESS）的数据，来观察这颗次矮星的亮度如何随时间变化，意味附近存在一颗巨大的天体，使得这颗次矮星的形状被扭曲。 
  
  　　根据他们的观察和理论模型，结论出这颗白矮星将在大约7,000万年后变成超新星。

2. 恒星被击穿！天文学家首次观察到超新星爆发前一瞬间的景象

超新星爆发是宇宙中的一种剧烈的恒星爆炸事件。它们是恒星临终时的焰火秀。引发爆炸的原因主要有两种。一种是大质量恒星内核燃料耗尽时停止核聚变，外层结构因失去辐射压支撑，而在瞬间向内崩塌，与坚硬的内核猛烈碰撞，并反弹回太空；另外一种是白矮星因攫取过多外部物质而引发核爆炸。
  
 对于这些理论，天文学家已经熟稔于心。但是实际上从未有人目睹过超新星爆发的全过程。也就是说没有人看到过超新星爆发前的瞬间恒星处于一种什么样的状态。这是因为我们往往是在超新星爆发后才注意到它们。虽然银河系中也存在着许多“即将”爆发的垂死恒星，比如著名的参宿四，但是我们并不知道它们究竟会在什么时候爆炸。
  
 所幸天文学家正在不断地试图突破这个限制。最近澳洲国立大学的天文学家与一些国际学者，在研究开普勒望远镜2017年采集的数据时，就观测到了一颗恒星在爆发为超新星之前的状态。
  
 这些科学家获得的，是超新星爆发前瞬间，与恒星光度变化有关的数据。这些数据所呈现出来的“冲击冷却曲线”，包含了与爆发恒星类型有关的线索。这些科学家表示，他们获得的是一条包含大量细节的、完整的“冲击冷却曲线”。
  
 超新星爆发前恒星的亮度会发生变化，然后才是接蹱而来的爆发。但要捕捉这个过程非常困难，因为超新星爆发是突然发生的，也没有人知道爆发究竟会在什么时候发生，因此每当望远镜指向超新星时，这一阶段往往已经过去了。
  
 所以以往人们获得的数据都是不完整的，只包含这条曲线的最后一部分，以及超新星爆发后的数据，从未有人能够对超新星爆发前一瞬间，恒星亮度升至极值前后的数据进行过记录。
  
 新的发现则具有突破性意义。研究中出现的这颗超新星是一颗黄超巨星，质量是我们太阳的100多倍。数据展示了恒星被第一波冲击波击穿的过程，表现为恒星亮度在爆发前的瞬间突然增加，然后下跌。

3. 天文学家首次捕捉到超新星爆炸最早时刻的详细画面

 据外媒报道， 澳大利亚国立大学(ANU)的天文学家跟NASA及一个国际研究团队合作拍摄了一颗比太阳大100倍的爆炸巨星的照片，这是前所未见的。 超新星的图像--恒星的爆炸死亡--显示了在爆炸前第一个冲击波穿过恒星时产生的强烈的光爆发。
      领导这项研究的博士学者Patrick Armstrong指出，这个被称为“冲击冷却曲线”的事件为什么类型的恒星导致了爆炸提供了线索。ANU的研究小组利用NASA的开普勒太空望远镜捕捉到了这一重大发现。
   Armstrong说道：“这是第一次有人如此详细地观察超新星的冲击冷却曲线。因为超新星的初始阶段发生得非常快，大多数望远镜都很难记录这一现象。”在开普勒望远镜捕捉到的数据中，研究人员看到了这一现象在三天内的显著上升和下降情况。
   天文学家利用新图像创建了一个模型来识别导致超新星爆发的恒星。他们认为这很可能是一颗罕见的黄色超巨星，体积是太阳的100倍、质量是太阳的17倍。
   这个国际研究小组能够证实，一个被称为SW 17的特定模型在预测哪种类型的恒星引发了不同的超新星方面是最准确的。
   他说道：“我们已经证明，在识别不同的超新星恒星方面，一个模型比其他模型工作得更好，且不再需要测试多个其他模型--而传统上是这样的。世界各地的天文学家将能使用SW 17，并相信它是识别变成超新星的恒星的最佳模型。”
   根据NASA的说法，超新星是一颗巨星的强大爆炸，是人类所见过的最大的爆炸。每次爆炸都是恒星极其明亮、威力无比的爆炸。因为它们被认为是宇宙中大多数元素的起源，所以它们非常重要。
   研究人员热衷于了解这些恒星是如何变成超新星的，这能帮助他们获取构成我们宇宙的元素起源的线索。
   据悉，开普勒太空望远镜于2017年捕获了这些数据并于2018年停用。它被设计用来盯着天空寻找遥远的行星。虽然其他望远镜提供的数据点分散在爆炸的上升和下降，但这一发现的数据是一条从开始到结束、坚实的线。不过新太空望远镜如NASA的凌日系外行星勘测卫星(TESS)可能会捕捉到更多的超新星爆炸。

4. 首次观察到红色超巨星爆炸成为超新星，能够见证恒星的死亡吗？

首次观察到红色超巨星爆炸成为超新星，能够见证恒星的死亡吗？
  
 文/袁玉刚 图/来自互联网
  
 据国外近日报道，2020年9月，美国西北大学和加州大学伯克利分校的天文学家团队首次实时观测到一颗名为“咽喉”（throes）的红色超巨星在其最后的日子里自毁、死亡并坍缩成一颗Ⅱ型超新星的戏剧性和暴力的表演。
  
 
  
     
 
  
  
 图1 研究团队实时观测到超新星SN2020tlf
  
 红色超巨星的质量是太阳的10倍以上，半径是太阳的200至800倍，有一个低于6920华氏度的非常凉爽的表面。
  
 以前，科学家们发现悸动星在其最后的日子里发出了明亮的辐射，而红色超巨星没有显示出即将发生爆炸的证据。2020年的夏天，夏威夷大学天文学研究所的天文学家探测到了红色超巨星这种明亮的辐射，说明至少有些红色超巨星的内部结构发生了重大变化，在坍塌前的瞬间产生剧烈喷发。
  
 
  
     
 
  
     
 
  
  
 图2 红色超巨星的坍塌和爆炸。
  
 几个月后，在2020年秋天，一颗超新星照亮了天空。该团队利用夏威夷茂纳凯克（W.M. Keck Observatory）天文台的低分辨率成像光谱仪实时捕捉到这一暴力事件，将其命名为超新星SN2020tlf。
  
 
  
     
 
  
  
 图3 SN2020tlf爆炸
  
 该研究的高级作者、加州大学伯克利分校天文学和天体物理学副教授拉法拉·马古蒂在一份声明中说：“我们从来没有证实过一个垂死的红超巨星有如此剧烈的活动，我们看到它产生这样的发光体，然后坍塌和燃烧，直到现在。”
  
 我为天文学家们的新发现感到欢欣鼓舞，为他们向靠近真理而做的每一次努力点赞。但我也感到疑惑。
  
 科学家们定义：恒星衰亡时，在自身的重力下开始收缩，压强、密度和温度都随之升高，于是恒星外层的氢开始燃烧，结果是外壳开始膨胀，而核心收缩成白矮星。它的体积将增大十亿倍。这个过程中恒星的颜色会改变，因为其外层与高温的核心区相距很远，温度就低了下来。这种状态的恒星称为红色超巨星。红色超巨星是濒临死亡的恒星，超新星就是恒星死亡变成白矮星时的绝唱。问题来了：
  
 1、红色超巨星的巨大引力能够在核心收缩成白矮星，为什么吸引不住外围的物质，反而使外围物质向外运动，膨胀增大十亿倍呢？
  
 2、猎户座的红色超巨星参宿四15年间体积缩小了15%。天文学家无法解释缩小之谜。船底座的海山二1730年、1827年、1892年、1998年四次变亮，成为不死之星。天文学家也无法解释恒星不死之谜。
  
 3、红色超巨星爆炸成为超新星，真的就是恒星的死亡吗？如果科学家们提出的恒星模型及其演化理论是错误的呢？是不是就可以开辟另一个领域啦？
  
 恒星都在自旋。假设恒星是在旋涡里旋聚成的，旋涡里有引力和暗能量。引力在旋涡面上旋聚物质；暗能量从两极喷发物质。这就出现了恒星系中心旋聚成恒星、外围吸积盘分层旋聚成行星的现象。也正是由于旋涡里的引力和暗能量的共同作用，才有了星系的旋臂、中心的黑洞，才有了太阳系这样千姿百态的完美的恒星系，才有了太阳的核聚变、日冕的异常高温，才有了圆圆的星球特别是圆圆的地球，才有了星球特别是地球的分层。
  
 
  
     
 
  
  
 图4 星系喷发
  
 至于什么密度特别大的白矮星、中子星、夸克星，都不过是科学家们计算出来的恒星名牌而已，自然界里根本就不存在。存在的其实是一些质量更大、中心喷发更强的恒星。他们虽然被观察到有原子核、中子，引力特别强大，但并不是由原子核或者中子组成的天体。同样道理，那个质量极大、体积极小、被“拍”了一张照片的神秘兮兮的黑洞天体也是根本不存在的。存在的是一个没有物质的或者说是一个被高速旋转着的物质围起来的黑黑的空间。仅此而已。每一个旋涡的中心都有一个黑洞，只是时隐时现。最简单的黑洞就是台风的“风眼”。
  
 红色超巨星只是一种喷发过的恒星，并不是即将死亡的恒星。首次观察到红色超巨星爆炸成为超新星，也未必就见证了恒星的死亡。SN2020tlf很有可能会再次喷发。“海山二”四次变亮，说明曾经四次两极大喷发，当然没有死。参宿四体积缩小了15%，是因为两极喷发变弱了，星冕变小了。天文学家用他们僵硬的金科玉律式的理论当然无法破解这种缩小之谜。
  
 总之，每一个新的发现都有可能挑战正统的观念，推出新的理论。只要我们改变一下思路，就会柳暗花明又一村。不信，你也试试看，一定会有收获的。

5. 一颗超新星多次爆炸，关于恒星死亡的过程是不正确的吗？

  首先，让我们来谈谈什么是超新星爆炸。 超新星爆炸是一些恒星在其进化接近尾声时经历的剧烈爆炸。 具体来说，当一颗恒星的燃料耗尽时，它的一部分质量就会聚集在核心上。 随着核心质量的增加，如果它不能抵抗自己的重力，核心就会崩溃，导致超新星爆炸。 
       超新星爆炸的力量之一是，它随着超级辐射扩散到宇宙中，并在50光年内立即摧毁所有的生物。 测量我们的太阳系，50光年相当于25个太阳系的直径跨度。 如果地球附近有超新星爆炸，这将给我们的地球带来麻烦。    超新星爆炸释放的高能中微子可以立即从内到外燃烧地球上的生物。 如果足够近，说到生物，整个地球也可能在短短1秒内被氧化。  
       地球面对超新星的一侧会立即破坏大气层和海洋。 即使生命存活在紫外线上，它也会立即面临致命的紫外线。 如果它足够接近，整个地球也可能在地球上产生物，整个地球也可能在短短1秒内被氧化。 有生物氧气层和高温的形成。 如果他们死了，这意味着我们严重缺氧，无法生存。 
       然而，幸运的是，没有一颗恒星足以在距离地球50光年内引起超新星爆炸。 然而，在距离地球159光年的范围内，有一个朝向白矮星方向的双星系统，会发生超新星爆炸。    然而，159光年对我们没有影响，这是一个相对安全的距离。这是天文学家对宇宙中恒星发展 历史 的详细描述，这一理论在天文学中得到了广泛的认可。来自世界各地的天文学家一致认为，宇宙中巨大恒星的发展 历史 应该沿着这条路线进行。   科学家发现这颗超新星的异常行为后，查阅 历史 档案后发现，在这个地方之前有一次超新星爆炸，但更令人惊讶的是，这两次超新星爆炸实际上来自同一颗恒星。 简单地说，它在这颗超新星之前爆炸过一次，但60名科学家对这颗超新星的最新发现速度并不感到惊讶。 一般来自不同一个超新的超新星的光谱测量。 
       超新星在观测量后，它通常识中发现了一般不会再出现。 超新星的光谱爆炸。 超新星和超新星。 科学家们说，这颗新发现的超新星对科学界之前的恒星死亡理论提出了巨大的挑战。 也许这颗超新星已经反复爆发了600多天了。 但科学家们说，通过观察超新星抛出的物质，他们发现超新星爆发的温度一直是恒定的，并没有减弱。 尽管这一最新发现对以往的一些相关恒星理论是一个巨大的挑战，但科学家们也非常兴奋，主要是因为这种新的超新星爆发以前从未见过。 
       也许这一最新发现将有助于天文学家更深入地了解恒星的一些相关死亡方式。 然   而，在这一最新发现之后，科学家们需要重新研究一些以前观察到的超新星。 也许以前对超新星的观察和研究有很多错误的方法和理论。 但科学家们也表示，尽管恒星继续爆炸，但这并不意味着恒星没有生命。 至于未来的发展，科学家们需要不断地 探索 和研究。  

6. 天文学家发现一种新型恒星爆炸并解开一个长期谜团

 据外媒报道，就在大家以为我们对天上的星星了解很多的时候，突然出现了一些我们不曾知道的东西。周一发表在《Nature Astronomy》上的一篇国际科学家团队的报告证实了一种以前从未见过的恒星爆炸类型。
      在这一发现之前，人们认为只有两种超新星：一种是核心坍缩型超新星（大质量恒星耗尽燃料，其核心坍缩为黑洞或中子星），另一种是热核型超新星（白矮星爆炸时产生）。
   然而自20世纪80年代以来，人们猜测可能存在另一种类型。东京大学的Ken'ichi Nomoto曾在1980年预测了第三种超新星，称为“电子捕获超新星(electron-capture supernova)”。这指的是由于缺乏燃料而产生的超新星，然后利用重力迫使电子进入核心的原子核从而向内部坍缩。
   暗示电子捕获超新星存在的证据涉及到大恒星在爆炸前失去大部分质量。所讨论的物质应该是一种不寻常的化学成分。超新星爆发后，应该有最小的放射性沉降物且核心应该有富含中子的元素。
   对一颗最初于2018年3月发现的超新星的光谱分析为电子捕获超新星理论提供了新证据。这个被称作Supernova 2018zd的超新星拥有几个关键因素表明它的电子捕获特性：它在爆炸前显示了大量的质量损失、具有不寻常的化学成分、产生了微弱的爆炸、显示出很少的放射性并留下了一个富含中子的核心。
   可以理解的是，Nomoto很高兴看到自己的理论得到了推广，他说道：“我很高兴这个电子捕获超新星终于被发现了，我的同事和我曾预测它的存在并且跟40年前的蟹状星云有关。这是观察结果和理论结合的一个极好的例子。”
       蟹状星云 
   作为超新星 历史 上最明亮的谜团之一，蟹状星云的起源一直没有得到解释。人们认为，公元1054年，银河系出现了一颗超新星。根据 历史 记载，它是如此得明亮，以至于白天可以看到23天，晚上可以看到近两年。现在它的残骸被称为蟹状星云。
   尽管已经进行了广泛的研究，但要确定星云是否很可能是一颗捕捉电子超新星的结果还是很棘手的--很大程度上是因为爆炸发生在近一千年前。
   然而有了这一新超新星的发现，研究人员可以更有把握地宣布蟹状星云是一颗捕获电子超新星的结果。
   Andrew Howell是全球超新星项目(Global Supernova Project)的负责人同时还是拉斯·坎布雷斯天文台的科学家，他指出：“这颗超新星确实在帮助我们解读来自世界各地文化的千年记录。它帮助我们将我们尚未完全了解的蟹状星云跟另一种我们拥有令人难以置信的现代记录的超新星联系起来。在这个过程中，它教会我们一些基本物理知识：一些中子星是如何形成的、极端恒星是如何生存和死亡的以及构成我们的元素是如何被创造出来并散布在宇宙中。”

7. 是所有的恒星在死亡时都要经过超新星么，还是有些可以直接坍缩成白矮星或黑洞等等等等的

不是所有恒星在死亡时都要经过超新星爆发。只有大质量恒星在演化到末期时才会有超新星爆发。

像太阳一样的恒星，就是小质量的恒星在演化末期不会有超新星爆发，而是在氦燃烧中逐渐膨胀变大，成为一颗表面温度较低的红巨星，在氦燃烧结束时，内核收缩，外层低温气体逐渐消散到宇宙空间中，成为一个行星状星云。当周围的气态物质都散发完时，只剩下中央以碳为主的核心，就是白矮星。然后白矮星热量慢慢地散发出来，温度缓慢下降，直到成为一颗不再发光的黑矮星。
大质量恒星（大于太阳质量6－7倍）在演化末期会以超新星爆发的形式结束它们的一生。

8. 新型超新星的发现解释了公元 1054 年的恒星爆炸

一颗罕有的电子捕捉超新星。鉴于下周是缔造蟹状星云的超新星爆炸967周年，新研讨论文的时候是偶尔的，该星云于1054年7月4日初次被察看到。
  
 超新星中有什么？
  
 此前，天文学家斟酌了两种根基范例的超新星。第一种称为铁核坍缩，当重星的焦点被较轻元素的核聚变发生地铁饱和时产生。一旦铁聚变起头，恒星的焦点就会敏捷变得密集，跨越原子能够不变存在的点。在这一点上，压力将原子的电子壳推离它们的原子核太近，致使它们自觉地归并。这会致使不受节制的反映，将恒星的焦点紧缩成中子星或黑洞，而外壳以难以置信的速率吹散。
  
 第二种超新星产生在双星体系中，此中一颗“灭亡”的白矮星——已遏制聚变，正在迟缓冷却——在轨道靠近时从其活泼的伴星中盗取气体。在吸积了它邻人的物资多年以后，这颗死去的白矮星能够会自觉地再次起头聚变，这凡是会激发超新星。
  
 常常展望的第三品种型，即所谓的电子坍缩超新星，被普遍实际化但从未被察看到。这些触及大质量恒星，它们在它们的焦点交融重金属，而且恰好处于压力极限，在这个压力极限下，它们的一些电子起头被推入原子核。
  
 “有一其中等质量规模[太阳质量的8到10倍]，我们以为或许我们已看到恒星以这类假定的电子捕捉体例爆炸，但我们还没有真正明白地察看到它，”Azalee说Bostroem，研讨生和论文的合著者，在德律风采访中。“这是我们第一次没有一两条证据表白这是这类展望的超新星范例，但我们有一切这些分歧的证据表白这一点。”
  
 正如博斯特罗姆诠释的那样，天文学家持久以来一向假定8到10个太阳质量之间的恒星以分歧的体例爆炸。这是由于实际上内部压力能够迫使恒星的电子与原子核融合，将带负电的电子和带正电的质子改变为中子。因为电子对相互施加负压，这致使电子压力降落；这使得恒星的中间跟着四周层的爆炸而坍塌。一颗名为SN2018zd的2018年超新星与这类假定范例的特点相婚配。这引发了天文学家的乐趣。
  
 天空中缺失的一环
  
 “当我们发明一个新的天体物理物体时，罗塞塔石碑这个词常常被用作类比，但在这类环境下，我以为它是适合的。这颗超新星确切帮忙我们解码了来自天下各地文明的千年记实，”拉斯坎布雷斯天文台(LCO)的科学家、加州大学圣巴巴拉分校物理学兼职传授、环球超新星项目卖力人安德鲁豪厄尔在消息公布会上说。“在这个进程中，它教会了我们一些根本物理学常识——一些中子星是若何形成的，极度恒星若何保存和灭亡，和我们所组成的元素若何被缔造和漫衍在宇宙中。”
  
 SN2018zd于2018年由日本专业天文学家板垣浩一初次观察到。加州大学伯克利分校的天文学传授亚历克斯·菲利彭科(AlexFilippenko)动手获得哈勃太空千里镜的超新星图像，随落后行了官方阐发。Filippenko将观察到超新星的天空地区与统一地区的哈勃太空千里镜图像停止了比力，并在距地球约3100万光年的NGC2146星系中发明了这颗前身星。
  
 Filippenko在一份消息稿中说：“这是其他候选电子捕捉超新星从未做过的关头组成部门之一——他们从未有过可行简直定的祖星，即爆炸的恒星。”
  
 正如Filippenko所表示的那样，这一新发明也从头揭开了公元1054年产生的超新星爆炸的奥秘面纱。那颗在中国和日本的记实中被闻名说起的超新星是如此敞亮，以致于一些天文学家将其记实为在白日可见。那颗超新星的残存物构成了明天的蟹状星云。研讨职员此刻思疑这颗超新星是一颗电子俘获超新星，近似于SN2018zd。
  
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 若是天文学家早就对这第三种超新星停止了实际化，为何我们此刻只是确认察看成果？在德律风采访中，博斯特罗姆夸大，机会历来都不是完整准确的。
  
 “使研讨超新星具有应战性的一件事是，它们只能存在必然的时候，”博斯特罗姆说。“我们没有找到适合的机会，它也没有那末近；我们此刻处于瞬态天文学的这一点上，我们每晚搜刮的天空比曩昔寻觅超新星的次数要多.以是这意味着我们正在发明更多它们，而且在它们爆炸后我们正在发明更多它们。”
  
 天文学家以为，SN2018zd是在爆炸三小时后初次被观察到的。
  
 “只是我们发明的超新星数目增添，确切让我们有更好的机遇发明如许的罕有事物，”博斯特罗姆说。“以是我们必定会持续寻觅它们并持续搜集如许的数据集，以便我们可以或许肯定它们是不是被电子捕捉。”
  
 像哈佛大学天文学系前任系主任阿维·勒布如许的天文学家对这篇新论文感应极度镇静。在一封电子邮件中，勒布称其为“新奇而使人镇静”。
  
 “超新星SN2018zd知足了预期的特点，并为电子俘获超新星及其前身星的存在供给了强有力的证据，”勒布说。“对SN2018zd，作者估量一切焦点坍缩超新星的事务率为0.6-8.5%；实际上，它们的先人恒星的演变途径是不肯定的。”
  
 勒布弥补说，这些成果能够“对LIGO/VIRGO协作观察到的引力波源发生风趣的影响”，这是一个国际引力波千里镜项目。。