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  • 1 # cnBeta

    天文愛好者們應該知道,白矮星大多遵循著一些相當具體的“規則”。比如一旦它們超過一定的質量限制,就會爆炸形成一顆亮度和時間可預測的超新星。

    然而加州理工學院的天文學家,卻發現了一個讓他們難以解釋的奇怪案例。一項新研究指出,一顆名叫 G299 的 Ia 型超新星,曾以比當下設想的更低質量時爆炸。

    G299 資料圖(來自:NASA / CXC / U.Texas,via New Atlas)

    白矮星是類似太陽的恆星,在生命末期所經歷的一個階段。在耗盡其燃料供應後,這些恆星會將外層剝落,拋灑到行星狀星雲中,並留下一個昏暗的核心,這就是白矮星的形成。

    然而在某些情況下,這些殘餘物也會在後續發生爆炸 —— 儘管科學家一直認為它有一個明確的質量限制,吵過後就會使白矮星發生爆炸。

    1930 年,印度天體物理學家 Subrahmanyan Chandrasekhar 確定了這個限值為 1.4 倍太陽質量。其一直被普遍認同,直到現在。因為加州理工的一支天文學家團隊,已經發現了某些例外。

    據悉,團隊調查了 Chandrasekhar 的極限,並發現了一個意想不到的模式 —— 一顆古代白矮星,曾以更小的質量爆炸。而隨著時間的推移,爆炸開始發生在更大質量的案例中。

    在夏威夷 Keck II 望遠鏡的幫助下,研究團隊證實了這一發現。於是他們開始研究古代星系 —— 那些在宇宙“大爆炸”後大約 10 億年間、顯著停止生成新恆星的星系。

    結果發現,這些星系中的恆星,似乎比往常設想的鎳含量要少得多。奇怪的是,當白矮星爆炸時,本該會形成更多鎳和鐵之類的重元素,並繼續借此孕育未來的恆星。

    然而較低濃度的鎳元素含量,表明了誕生這些恆星之前的白矮星,其實是在較低的質量下爆炸的 —— 與我們的太陽質量差不多 —— 也正因為如此,Chandrasekhar 的極限才低了那麼多。

    首席研究員 Evan Kirby 表示 —— 我們發現,在早期宇宙中,白矮星在較低的質量下爆炸,而不是在宇宙的生命後期爆發。然而目前,我們並不清楚是什麼因素推動了這一變化。

    鑑於瞭解白矮星的爆炸,也是理解我們所在的宇宙的一個關鍵,未來還有許多謎題在等待著我們去揭開。

    當白矮星和超新星非常一致的時候,總能達到相同的最大亮度,並在黯淡前持續相同的時間 —— 這種事件就被稱作 Ia 型超新星。它們非常均勻,亮度接近標準燭光,可用於距離的測量。

    Kirby 補充道:“我們將 Ia 型超新星的亮度稱作‘標準燭光’,如果你瞄一眼遠處的蠟燭,它會看起來比近距離的那枚更暗。反之,若你知道了它的亮度,就可反推出大致的距離”。

    接下來,Cal-tech 研究團隊計劃對其它重元素(如錳的濃度)展開研究,以便為這項調查結果提供更可信的理論支撐。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《天體物理學》雜誌上。

    原標題為:《Evidence for Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae from Stellar Abundances in Dwarf Galaxies》

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