这是美国国家航空航天局(NASA)的钱德拉(Chandra)X射线空间望远镜观测到的超新星遗迹“仙后座A” 。
仙后座A位于仙后座方向,距离约1万1000光年,是1999年发射的钱德拉望远镜从一开始就持续观测的天体。
超新星遗迹是质量在太阳8倍以上的恒星发生超新星爆发后观测到的天体。爆发恒星周围扩散的气体被冲击波加热,从而辐射出可见光、X射线等电磁波。
恒星通过核聚变反应生成元素。恒星发光的能量来源是其内部发生的核聚变反应。最初从氢开始,之后像氦、碳、氖、氧、硅等,通过核聚变反应生成更重的元素。
如果能够看到大质量恒星的内部,会看到轻元素层层堆积在重元素之上,就像洋葱一样的层状结构。
最终会生成由铁构成的核心(中心核),但超过一定质量(约太阳的1.4倍)的核心将无法支撑自身重量而坍缩,其反作用力会使恒星外层被炸飞。大质量恒星发生的 “II型超新星” 被认为就是这样产生的。而且,爆发时还会生成比铁更重的元素。
超新星爆发中散射的物质会再次聚集,产生下一代恒星。宇宙诞生之初,存在的元素几乎只有氢和氦,因此构成我们身体的各种元素,也是通过恒星活动生成的。
爆炸数小时前恒星内部变化的证据?以明治大学佐藤寿纪专任讲师为首的研究团队,分析钱德拉望远镜的观测数据后,发现了表明仙后座A前身恒星内部结构在爆炸数小时前被破坏的证据,并发表了研究成果。
据研究团队称,近年来预测,在即将发生超新星爆发的恒星内部,会因剧烈的核聚变反应破坏层状结构,这种现象俗称 “壳层合并(Shell merger)” 。但仅观测恒星表面辐射的光(电磁波),很难探究其内部情况。
于是研究团队分析了钱德拉空间望远镜对仙后座A的观测数据,结果发现 “硅丰富、氖较少的区域” 和相反的 “氖丰富、硅较少的区域” 相邻存在。研究团队认为,这种硅和氖的不均匀分布,是壳层合并实际发生的证据。
在仙后座A前身恒星爆炸前,其内部硅丰富层的一部分向恒星外侧上升,与较轻的氖丰富层碰撞,同时使氖层的一部分向恒星内侧移动。从超新星遗迹中硅和氖不均匀混合的情况来看,壳层合并可能发生在爆炸前数小时。
并非所有大质量恒星都会发生超新星爆发,也有可能不爆发就坍缩形成黑洞。由于恒星内部强烈的湍流破坏层状结构可能会促进超新星爆发,因此此次发现相关证据的研究成果,可能是解开恒星最终是以爆发结束,还是静静坍缩结束这一过程的重要线索。