天文学家利用欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)对SNR 0509 – 67.5进行了成像观测。SNR 0509 – 67.5是一颗非常年轻(300 – 350岁)的Ia型超新星遗迹,他们发现的一些特征模式证实,这颗恒星经历了两次爆炸冲击。
“白矮星——像我们太阳这样的恒星燃尽核燃料后留下的小型、不活跃核心——可以产生天文学家所说的Ia型超新星,” 新南威尔士大学堪培拉分校的博士生普里亚姆·达斯(Priyam Das)说。
“我们对宇宙如何膨胀的大部分认知都基于这些超新星,而且它们也是地球上铁元素的主要来源,包括我们血液中的铁。”
“然而,尽管它们很重要,但触发其爆炸的确切机制这一长期存在的谜题仍未解决。”
所有解释Ia型超新星的模型都始于双星系统中的一颗白矮星。
如果它与双星系统中的另一颗恒星轨道距离足够近,这颗白矮星就能从伴星那里窃取物质。
在关于Ia型超新星最成熟的理论中,白矮星从其伴星积累物质,直到达到临界质量,此时它会经历一次单一的爆炸。
然而,最近的研究表明,至少一些Ia型超新星用恒星达到临界质量之前触发的两次爆炸来解释会更好。
VLT对SNR 0509 – 67.5的新图像证明了他们的猜测是正确的:至少一些Ia型超新星是通过 “双爆” 机制爆炸的。
在这个替代模型中,白矮星在自身周围形成一层窃取来的氦气层,这层氦气会变得不稳定并点燃。
第一次爆炸产生一个冲击波,它围绕白矮星传播并向内传递,在恒星核心触发第二次爆炸,最终形成超新星。
直到现在,一直没有明确的视觉证据表明白矮星经历了双爆。
最近,天文学家预测,这个过程会在超新星仍在发光的遗迹中产生独特的模式或 “指纹”,在最初爆炸很久之后仍可见。
研究表明,这种超新星的遗迹会包含两层分开的钙...
达斯和他的同事在一颗超新星的遗迹中发现了这个 “指纹”。
“结果清楚地表明,白矮星在远未达到著名的钱德拉塞卡质量极限之前就可以爆炸,而且 ‘双爆’ 机制在自然界中确实存在,” 海德堡理论研究所的天文学家伊沃·塞滕扎尔(Ivo Seitenzahl)博士说。
天文学家通过用VLT上的多单元光谱探索仪(MUSE)观测SNR 0509 – 67.5,得以探测到这些钙层。
这有力地证明了Ia型超新星可以在其母白矮星达到临界质量之前发生。
“这种双爆的确切证据不仅有助于解开一个长期存在的谜团,还提供了一场视觉盛宴,” 达斯说。
“揭示如此壮观的宇宙爆炸的内部机制是非常有意义的。”
该团队的研究结果今天发表在《自然·天文学》杂志上。

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