恒星的第10001种死法
宇宙中,每秒钟都有恒星死去。虽然恒星结束生命的方式不外乎核塌缩和热核爆炸两种,但它们结合各自的物理、化学状态,细化出无数种死法。真是应了那句话:有一万种死法,你要选哪种?可有颗恒星却不走寻常路,它似乎选择了――
标准的超新星都是相似的,特殊的超新星各有各的不同。
11月9日出版的《自然》杂志就介绍了一个特殊的超新星爆发。天文学家发现,一颗被命名为iPTF14hls的超新星在近两年的时间里,爆发了5次。在全球大视场巡天开展得如火如荼的当下,每天都会发现十几颗超新星,但如此走向死亡的恒星却前所未有。清华大学和国家天文台的研究人员作为该研究的合作者,利用国内的中小型望远镜设备为这项工作贡献了重要数据。
一波三折的发现过程
2014年9月22日,著名的帕洛玛瞬变源巡天项目利用大视场相机发现了一个突然变亮的点。作为一颗超新量候选体,它被命名为iPTF14hls。按照传统的超新星研究过程,应该迅速寻找大口径望远镜进行光谱证认。出于某些原因,iPTF并未公布该超新星的发现信息,也没有启动后续的监测。
两个月后,另外一个超新星巡天卡特琳娜实时瞬变源巡天于2014年11月18日独立发现了该超新星的爆发。因为看起来亮度变化不大,天文学家没有对这颗超新星更进一步关注。
2015年的第一天,国家天文台与清华大学联合开展的超新星巡天项目探测到了这颗超新星的再次变亮,并于2015年1月8日利用国家天文台2.16米望远镜观测了它的第一条光谱。光谱显示,这是一颗ⅡP型超新星。这类超新星在爆发时包含有大量的氢和氦元素,其亮度会在爆发后50―100天保持缓慢变化。这与之前的观测相符合。因此我国超新星研究者判断这是一颗普通的ⅡP型超新星,再次错失了这个重大发现。
100天后,iPTF14hls迎来了第三次的亮度增加,大量的望远镜将镜头对准“事发地点”,开始对iPTF14hls进行集中观测。此后的300天内,科学家又探测到至少两次亮度增加的现象。也就是说,在长达600多天的时间内,这颗超新星至少5次突然变亮,然后又暗淡下去。
iPTF14hls所在的星系有个长长的名字SDSS J092034.44+504148.7,它距离地球约4亿光年。之所以科学家对这个星系的距离并不十分确定,是因为它实在是太过暗淡、太过平淡无奇,因此之前从未有望远镜专门对准它。而超新星iPTF14hls五次爆发的“事迹”在天文界前所未有,才让iPTF14hls和它所在的星系成为科学家们关注的焦点。
恒星生命的终点
超新星是恒星终结生命的一种形式。当恒星耗尽其内部核反应原料时,会开始不可阻挡地塌缩,随后产生剧烈的爆发。爆发会让恒星的亮度迅速增加10个量级以上,并将恒星的大部分物质以上万公里/秒的速度抛射到空旷的宇宙中。在宇宙空间中,每秒钟都有一次超新星爆发在上演,而人类所有的探测设备集中在一起也只发现其中的十万分之一。现有的超新星观测数据显示,绝大部分超新星会在爆发后的几十天到1年内,亮度下降到观测仪器的探测极限以下,最终从我们的视野中消失,遗留下一个中子星或者黑洞,又或者尸骨无存。
超新星这个名词的出现至今不到百年时间。上世纪末最后十年,SN 1987A爆发、超新星作为标准烛光测量宇宙以及部分超新星与伽马暴成协等重要科学发现一一出现,使越来越多科学家将目光聚焦到超新星。
根据光度变化曲线和光谱特征,超新星可以被分为很多类型。其中所占比例最大的两类,分别是来源于主序质量到达8―16个太阳质量红巨星爆发的ⅡP型,和吸积伴星质量达到质量极限最终爆发的Ia型。最近十年,随着更多大视场超新星巡天项目的开展,越来越多的特殊超新星被发现,为超新星研究揭开了新的篇章。
不断复活的“僵尸”超新星
一般来说,超新星爆发后会在几天或者几周内达到光度极大,然后逐渐暗淡。当然,凡事有例外,超新星在爆发后出现多次光度增亮现象也曾有过先例,比如著名的SN 1987A和1993J。
iPTF14hls被天文学家戏称为“僵尸”超新星。它在演化的终点迟迟不肯离去,多次爆发。到底是什么让它一再“复活”?
对于超新星再次变亮,天文学家有多种解释。首先是适用于最多场景的镍元素56号同位素的衰变。在演化的最后阶段,恒星会在高温高压状态下合成镍元素的56号同位素,之后它会通过放射性衰变,缓慢地变为铬和铁,并释放能量,使超新星再次变亮。SN 1987A和1993J再次变亮的机制就与这种机制类似,但它一般只会使超新星产生一到两次的亮度增加。其次,如果超新星爆发时,其周围有一个前身星星风吹出的物质壳层,那么当爆发抛出的物质进入这些壳层后,会与这些壳层发生相互作用,加热这些物质使其发出辐射。辐射提供的能量会使超新星的亮度下降速度减缓,并且会伴随有射电和X射线的辐射。但对iPTF14hls的观测并没有探测到射电或者X射线的辐射。第三种可能,如果超新星爆发后形成一个高速旋转的、磁场较强的中子星,这样的中子星会因为旋转速度的减缓,使其旋转动能转化为辐射能,为超新星的辐射注入新的能量。但这样的能量注入一般是单次的,也无法解释iPTF14hls的5次变亮,而且现有的模型也不支持包含有大量氢元素的恒星产生这样的高速强磁场中子星。
研究表明,在爆发之前,iPTF14hls可能是一颗质量超过100个太阳质量的低金属丰度恒星。这种恒星生命晚期会在特定的条件下产生正负电子对,使得恒星的状态方程发生变化,导致其不稳定性增加,进而抛出部分外层物质,并重新达成稳定的状态方程。多次重复这个过程就会在超新星外部形成多重壳层。最终恒星彻底死亡爆发后,抛出的物质与不同壳层的相互作用就会产生iPTF14hls的奇特光变曲线。
遗憾的是,该模型预言超新星在爆发时将损失绝大多数氢元素,这与iPTF14hls光谱中发现较强的氢谱线相悖,而且模型预计的爆发总能量比实际观测到的要低一个量级。如此看来,该模型也不是iPT14hls这类奇特超新星爆发的最终答案。未来更多与iPTF14hls类似的超新星的早期观测数据,加上日益完备的恒星演化模型,也许会让我们发现恒星的一种新死法。(作者张天萌 系国家天文台副研究员)
男子卷走170万潜逃朝鲜 1年多后回国自首
以买卖朝鲜煤炭为名,与日照某公司签订了一年的购销合同,在一年多的时间里,就在买家苦苦等待煤炭到货时,拿到170万元货款的嫌疑人早已偷偷出境,不知去向。...
- 关键词:潜逃 煤炭
国外“男友”寄数百万现金回国受阻?女子执意转账交“保证金”相助,民警赶来了!
身在国外的“男友”寄递数百万现金回国,包裹被海关扣押,需要缴纳大额手续费才能寄回,武汉一名女子接到网上认识的男友求助,来到银行坚持要求转账,结果银行工作人员报了...
- 关键词:电信网络诈骗
众筹还钱?警方定性:明显是传销骗局,小心债务不减反违法
今日,当阳市公安局经侦大队透露,根据群众举报,警方联合市场监督管理局近日在该市玉阳办事处东群路查处一自称“有钱还”平台经营点。...
- 关键词:众筹
被“免费电饭煲”诱进刷单群,六旬婆婆被骗走2.4万元
看到朋友圈里一个“免费领电饭煲”的信息,60多岁的胡女士有些心动,不料落入刷单骗局,骗子让她小尝甜头后骗走2.4万元。...
- 关键词:朋友圈 电饭煲
- 全球@中国|跨国公司高管热议链博会:展现开放决心 链接全球机遇
- 链博会为企业深度合作搭建舞台(锐财经)
- 明年1月1日起,煤电将迎来“两部制”电价政策 煤电容量电价机制要来了
- 增发万亿元国债,怎么管好用好?
- 从假日市场看经济复苏向好(走进市场看信心·聚焦中秋国庆假期)
- 我国数字出版产业收入规模逾1.35万亿元(新数据 新看点)
- 从黄金周感受中国经济澎湃活力(人民论坛)
- 中国辣椒年产量稳居世界第一,食辣人口超5亿 —— 小辣椒长成大产业
- 2022年对外直接投资流量1631.2亿美元 中国对外投资规模保持世界前列
- 英国驻华贸易使节:服贸会对建立互惠互利合作伙伴关系非常重要
- 日本贸易振兴机构看好服贸会商机:中国经济正强有力发展 我们愿积极沟通交流
- 高温来袭,电力迎战“尖峰时刻”
- 粤港澳携手探路大湾区“跨境养老”
- 去年中国跨境电商出口增长11.7% 拓宽“中国制造”出海通道
- 动态监测 耕云播雨 追光逐风 气象服务守护绿水青山
- 加快推进重大项目建设(锐财经)
- 国家发改委发布《国家以工代赈管理办法》3月1日起施行
- 2023,世界对中国经济充满期待(环球热点)
- 2022年,城镇新增就业累计实现1206万人 全国就业局势总体稳定(锐财经)
- 乡土文化助力乡村振兴
- 春运里的中国,充满勃勃生机(新春走基层·特别报道)
- 我国有效发明专利产业化率为36.7%(新数据 新看点)
- 重大工程加快建设 基础设施加强联通(新时代画卷)
- 牢牢掌握抗疫的战略主动权
- 2022年央企营业收入预计增长8.3%(新数据 新看点)
- 春运首日预计发送旅客3473.1万人次
- 新时代新征程加快建设体育强国的思考之一 为人民健康筑基(体坛观澜)
- 迎新登高促健康 踔厉奋发向未来(健身新视野)
- 多措并举加强河流治理 来自一些国家的报道
- 手艺,让生活更美好(逐梦)
- 陶都承古韵 宜兴气象新(城市味道·行走县城看中国)
- 保护古树名木 维护生态安全(美丽中国)
- 积极主动,为疫情防控提供了坚实支撑
- 近年来,多地出台城市更新条例 城市更新 中国在行动
- 大国重器“鲲龙”是怎样炼成的
- 南海之舟 丝路逐浪(你所不知道的一级馆)
- 这一年,中国高水平开放不止步
- 绿色低碳为高质量发展提供新动能
- 国家卫健委:从即日起不再发布每日疫情信息
- 加强主动免疫 助力健康老龄化(健康直通车(第106 站))
95后编码者黎灿德: 参与健康码研发,是我的幸运 浙江元素溢满皖南古城 安徽池州三成大项目来自浙企,很多企业找到新沃土 武汉红色卫士-星光耀志愿者谢谦回忆抗疫经历:按下红手印,请战赴火神山抗疫 有奖速来!湖北应急动漫形象征集活动火热启动
- “798国际艺术季”启幕,中古儿童共绘文明互鉴新诗篇
- 古建院落变身露天影院 京城博物馆打造“电影之夜”
- 看见青春 看见传承 《大地之光》照亮“上海之春”
- “美普绘”首届少儿艺术作品展在沪闭幕
- 台北新剧团、南开大学京剧团在天津联袂演出
- 继承和弘扬优秀传统文化,贴合年轻人需求主动创新
- 欢声笑语暖山城 全国相声小品优秀节目展演走进重庆
- 中外学生重庆共话巴渝故事
- 安徽合肥首届校园反诈主题演讲比赛落幕
- 黄山旅游节在千年古城歙县开幕:让“头回客”变成“回头客”
- 闽台各民族合唱展演活动在福建福鼎举办
- 2024全国南戏展演开幕 19个剧种会聚福建泉州
- 倒卖薛之谦演唱会门票 15名“黄牛”被公安抓获
- 甘肃技能大师工作室:好心态可以超常发挥
- 广东惠东举办首届“三月三”畲族文化节
- 多部影视作品创作生产计划在广州发布
- 南宁街头真能买到“打骨折”榴莲吗?消费者需注意
- 广西一大学生随口而歌 摘取全国山歌邀请赛二等奖
- 20村庄村歌竞演!贵州黔东南刮最炫民族风创新民族文化成就草根梦
- 六盘水抗癌网红“小敏”已转入ICU,相关情况当地正核实
- “59元的比萨11元吃到”,这份“福利”你领了吗?
- 北京最大社区天通苑正在改变 资源下沉办实事众手共治可“回天”
- 北京地铁17号线太阳宫站开工:下穿10号线 换乘不到两分钟
- 安徽夫妻在北京开裁缝铺 义务为残障孩子补衣服5年
- 故宫派出所警察:1天两三万步 地上的坑都一清二楚
- 外卖垃圾围城:餐盒源头缺监管 写字楼成重灾区
- 北京一地铁站交通图太高 工作人员:我看着也费劲
- 抗疫!我们万众一心
- 秦怡去世:百岁百件事,致敬这不凡的美丽人生
- 女子被装行李箱抛尸,系年仅28岁的海归,嫌犯住处可轻松偷窥其房间
- “创艺—国际艺术IP上海邀请展”在青浦开幕
- 618卡车活跃度报告:产业带货运量赶超去年双11
- 上海银行举办“高质量党建引领上海银行高质量发展”论坛
- 上海这名打扮时尚的年轻女子,竟在超市做这样的事,原因太奇葩了
- 网传上海东方明珠塔下两辅警互殴?黄浦警方:两人是保安已带回调查
- 家中常备硬币,男子用5万枚硬币堆出地标建筑
- 男子入职2小时猝死家属索赔140万? 当地:95万已付