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  • 你还记得仙后座A超新星吗?研究表明:它很可能有一颗黑洞伴星

    日本理化学研究所天体物理学家的光谱分析表明,爆炸形成超新星仙后座A的大质量恒星,很可能有一颗尚未被发现的伴星,这将为天文学家寻找伴星的努力提供新动力。超新星爆炸是宇宙中最猛烈的事件之一,当一颗大质量恒星耗尽其燃料供应,其核心在恒星的巨大引力作用下坍塌时,它们就会发生超新星爆炸。虽然已经提出了理论来解释所涉及的过程,但它们还有待观察证实。

    你还记得仙后座A超新星吗?研究表明:它很可能有一颗黑洞伴星

    理研高能天体物理实验室的佐藤俊树(Toshiki Sato)指出:大质量恒星的爆炸机制是天体物理学中一个长期存在的问题,我们有理论上的设想,但更希望通过观察来证实这些设想。研究恒星演化的一个重要参数是较重元素与最轻元素氢的比率,这一比率被称为金属丰度。在宇宙大爆炸后不久,只有三种元素:氢、氦和锂;但是随着每一代恒星的诞生,更重的元素变得越来越丰富。

    你还记得仙后座A超新星吗?研究表明:它很可能有一颗黑洞伴星

    恒星起始金属丰度是决定其命运的重要因素,最初的金属丰度会影响恒星的死亡方式。因此,研究初始金属丰度对于了解恒星是如何爆炸的非常重要。现在,研究人员首次测定了仙后座A(图1)的初始金属丰度,通过结合钱德拉X射线天文台在过去18年中对超新星的13次观测数据,得出爆炸时元素锰与铬的比例,从而做到了这一点。根据这一比率,估计仙后座A的初始金属丰度低于太阳。

    黑洞、中子星或白矮星伴星

    仙后座A被称为剥离的包层超新星,因为它的外层氢已经被剥离。但较低初始金属丰度意味着恒星风太弱,无法剥离氢层。剩下的唯一解释是被它的伴星吸走了,这是一个令人惊讶的发现,因为到目前为止还没有发现伴星的迹象。这颗伴星没有被观测到的原因,可能是因为它是一个致密、但对外的辐射很微弱,比如是一颗黑洞、中子星或白矮星。因此,这一发现为理解仙后座A的起源,提供了一个新方向。

    你还记得仙后座A超新星吗?研究表明:它很可能有一颗黑洞伴星

    研究人员希望这颗伴星能在理解超新星爆炸机制方面取得重大进展。研究在SN-Ⅱb残留物仙后座Mn(55Co衰变后的55Mn)中探测到Mn-Kα谱线。富中子元素Cassiopeia A.Mn和Cr(52Fe衰变后的52Cr)主要是在:超新星爆炸不完全Si燃烧状态下在核坍塌超新星中合成。因此,Mn/Cr质量比及其中子过剩反映了爆炸过程中相应燃烧层的中和化过程。仙后座A的X射线数据表明,仙后座A的Mn/Cr质量比很低:

    你还记得仙后座A超新星吗?研究表明:它很可能有一颗黑洞伴星

    值在0.4990.10-0.6 6之间,与一维Sn爆炸模型相比,这要求不完全烧硅层的电子分数为0.5%以下。假设一个具有典型爆炸能量(1×10^51erg)太阳金属丰度前体的爆炸模型不能再现如此高的电子分数。如果爆燃Si延伸到具有较高Ye的O/Ne静水层,可以满足观测到的Mn/Cr质量比,这将需要仙后座A的亚太阳金属丰度前体(Z less sim 0.5Z⊙)的高能(>2×1051erg)和/或不对称爆炸。低初始金属丰度可以排除单星前体的可能性,留下了双星前体与致密伴星的可能性。

    你还记得仙后座A超新星吗?研究表明:它很可能有一颗黑洞伴星

    博科园|研究/来自:日本理化学研究所

    参考期刊《天体物理学》

    DOI: 10.3847/1538-4357/ab822a

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