找到全新类型超新星,联星系统天体死亡后拉同伴下水再炸一次

黑洞吞噬恒星很理所当然,但理论学家预测过,宇宙中可能存在恒星吞掉致密物体(如黑洞或中子星)的通用事件。最近科学家就从甚大天线阵巡天调查的数据发现异样,在距地球约4.8亿光年处,一个联星系统内的中子星(或黑洞)逐渐靠近伴星并被并吞,然而前者并未消亡,而是苟延残喘地蚕食伴星,最终又反过来吞并伴星并引发超新星爆炸。

超新星一般经由以下两种情况触发:第一,已是死星的白矮星从伴星身上不断吸取物质,提高核心温度至能重新点燃碳融合反应并触发失控核融合,将伴星完全摧毁引发超新星爆炸;第二,一颗大质量恒星(质量太阳10倍)在生命末期因重力坍缩释放重力位能,引发超新星爆炸且最终可能变成中子星或黑洞。

这种爆炸产生的惊人亮度能短暂盖过整个母星系所有恒星发出的光芒,使它们在宇宙中变得可见,且电磁辐射可持续数周~数年才完全衰减。

然而,理论学家认为可能还存在其他类型的超新星爆炸,比如联星系统中一颗天体经历超新星爆炸并形成中子星或黑洞,理论上可能渐渐靠向它们的大质量伴星,接着被伴星消化撕裂成甜甜圈吸积盘模样、以接近光速的速度往两边射出喷流,这并不代表它们已成为亡魂,而是逐渐与伴星整合、从内部消耗伴星,最后这颗大质量伴星被反过来吞噬,两者再次引发超新星产生明亮的电波余晖。

加州理工学院团队现在就从甚大天线阵(Very Large Array,VLA)数据中,首度找到全新类型的超新星爆炸。

死亡后蚕食同伴恒星

2017年时,甚大天线阵在距仪地球约5亿光年的矮星系中发现一道明亮爆炸,编号为VT 12104956,研究团队进一步利用凯克望远镜调查发现该处中心以每小时320万公里速度往四面八方喷出辐射物质,随后研究人员又在MAXI(Monitor of All Sky X-ray Image)文件数据中,发现一个极其明亮的X射线源与这场无线电爆发出现在同一地点。

将这些数据拼凑起来后,研究人员娓娓道来这样一个故事:很久以前,一对恒星诞生并组成联星系统,随着时间推移,其中一颗先死于壮观的超新星爆炸、成为中子星或黑洞,但随着引力相互作用2个物体又越靠越近,结果死星被伴星吸收落入后者外层盘旋数百年,然而最终,这颗死星反过来吞噬了伴星的恒星,再度引发超新星爆炸。

这段期间,大质量伴星发布大量气体与尘埃于周围形成物质外壳,而死星射出的巨大能量喷流在2014年以X射线形式被MAXI发现,之后爆炸产生的碎片高速撞击周围物质外壳,再产生可见光与电波辐射,被甚大天线阵发现。

这种想象中的情景首度曝光在科学家眼前,原本大质量恒星应该在耗尽内部燃料后自爆,然而这场事件却是系统内先死去的同伴硬要拖它下水,导致大质量恒星提早爆炸。新论文发布在《科学》(Science)期刊。

(首图来源:加州理工学院)

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