较重的恒星可能不会像超新星那样爆炸,只是悄悄地内爆成黑洞

释放双眼,带上耳机,听听看~!

图说 这是由哈伯拍摄的Arp 299星系碰撞的图片。

一般认为,所有质量超过太阳10倍的恒星最终都会变成超新星,但一项新的研究表明情况并非如此。

在大型垂死恒星的模型中,核心塌陷形成超新星发生在9到10倍太阳质量以上的恒星,最高可达40到50倍太阳质量。 超过这个质量上限的恒星,可能会直接塌陷成一个黑洞,而不会变成超新星。 在太阳质量150倍以上的超大质量恒星,可能会以极超新星(Hypernova)的形式爆炸。 这些巨兽并不是因为核心塌缩而爆炸,而是一种被称为不稳定对(pair instability)的效应,即核心中产生的碰撞光子会产生电子和正电子对。

这项新研究表明,核心塌缩成超新星的质量上限可能比我们想象的要低得多。 该研究小组观察了一对被称为Arp 299的碰撞星系的元素丰度,由于星系之间正处于碰撞阶段,以致于该区域变成超新星的温床。 因此,Arp 299的元素丰度应该在很大程度上取决于超新星爆炸中释放的元素。 他们测量了铁与氧的丰度比,以及氖、镁分别与氧的比值。 他们发现,Ne/O和Mg/O比值与太阳相似,而Fe/O比值远低于太阳之比值。

研究小组观察到的比率并不符合标准的核心坍塌模型,但他们发现,如果排除任何超过23到27倍太阳质量的超新星,这些数据与超新星模型吻合得很好。 亦即,如果恒星在大约27倍太阳质量以上时坍缩成黑洞,那么模型和观测结果就一致了。

这项研究结果并不能证明超新星的质量上限比我们想象的要小。 也有可能超新星产生的氖和镁含量比模型预测的要高。 不管怎样,对于大恒星最后的垂死挣扎,我们仍有很多东西需要了解。 (编译/吴典谚)

资料来源:universetoday

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