第一個視覺證據證實一顆恒星爆炸了兩次

所有超新星都是高能恒星爆炸。經典的超新星是大質量恒星，在其生命的盡頭爆炸，留下一個中子星或黑洞，以及由膨脹的氣體和塵埃組成的殘余物。

但超新星并不都是一樣的。有些發生在雙星系統中，它們被稱為 1a 型超新星。事實證明，其中一些 1a 型 SNe 可以引爆兩次。

與歐洲南方天文臺 （ESO） 的甚大望遠鏡 （VLT） 合作的天文學家檢測到的模式表明，一顆古老的超新星以 1a 型爆炸了兩次。超新星殘骸被稱為 SNR 0509-67.5，它位于大麥哲倫星云 （LMC） 中約 160,000 光年之外。

這一發現在自然天文學標題為”超新星殘骸中的鈣是亞 Chandrasekhar 質量爆炸的指紋."該研究的主要作者是澳大利亞新南威爾士大學堪培拉分校的博士生Priyam Das。

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1a 型超新星中的一顆恒星總是白矮星.白矮星是質量不足以成為中子星或黑洞的恒星的演化終態。我們自己的太陽在停止聚變后將結束它作為白矮星的生命。

白矮星的伴星范圍可以從另一顆白矮星到一顆大質量恒星。白矮星的密度非常大，它們的引力將伴星的氣體吸入白矮星的表面。如果有足夠的質量吸積，白矮星就會越過閾值，并重新點燃并觸發超新星爆炸。

然而，天文學家不確定圍繞這些超新星的一些細節。1a 型 SNe 通過制造鐵在銀河系中發揮著重要作用，天文學家想更多地了解它們。

“1a 型超新星作為宇宙學探測器發揮著重要作用暗能量并生產我們銀河系中一半以上的鐵，“研究人員在他們的文章中寫道。

“盡管它們至關重要，但全面了解它們的祖先系統和觸發機制仍然是一個長期存在的基本問題。”

“白矮星的爆炸在天文學中起著至關重要的作用，”主要作者 Das 在新聞稿.“然而，盡管它們很重要，但引發它們爆炸的確切機制這一長期存在的謎團仍未解開。”

天體物理學家一直在努力解釋 1a 型白矮星是如何工作的。一種流行的解釋是 Chandrasekhar 質量爆炸模型。錢德拉塞卡極限是白矮星的質量極限，約為 1.4 個太陽質量。

低于這個極限，白矮星電子簡并壓力支持恒星抵抗引力坍縮。當白矮星從其伴星中吸取物質突破這一質量極限時，碳聚變會在恒星上點燃，并以 1a 型 SN 的形式爆炸。

隨著研究人員觀察到越來越多的 WD，這種模型受到了質疑。它無法解釋 1a 型 SNe 的數量，其中許多似乎正在爆炸到 Chandrasekhar 質量極限以下。這些是 1a 型 SNe 的 sub-Chandrasekhar 質量。

出現了一個新模型來解釋這些 sub-Chandrasekhar 質量 SNe，稱為雙爆模型。在這個模型中，WD 將氦吸積到其表面，直到它爆炸。爆炸向內和向外發送沖擊波。

白矮星有碳氧核心，向內傳播的激波壓縮了這個核心。如果沖擊足夠強大，它會觸發堆芯中的第二次爆炸，因此稱為“雙重爆炸”。

盡管天體物理學家已經預測了這些雙爆炸 SNe，但沒有明確的視覺證據。當研究人員研究這個問題時，他們預測了這些 SNe 會留下什么化學“指紋”。他們發現兩個獨立的鈣殼將是 1a 型 SNe 雙重爆炸的結果。

研究小組使用 VLT 及其多單元光譜探測器 （MUSE） 儀器檢查 SNR 0509-67.5，發現了兩個不同的鈣殼。作者寫道：“我們發現了高度電離鈣 [Ca XV] 的雙殼形態和硫的單殼層 [S XII]，在反向沖擊噴射物中觀察到。

研究的合著者 Ivo Seitenzahl 表示，結果顯示“清楚地表明，白矮星可以在達到著名的 Chandrasekhar 質量極限之前爆炸，而且'雙重爆炸'機制確實發生在自然界中”。

Seitenzahl 領導了觀察工作，研究進行時他正在德國的海德堡理論研究所。

這些雙爆炸 1a 型 SNe 解釋了天體物理學家觀察到的一些事情。它們可以解釋 1a 型 SNe 的不同亮度和光譜特征，并且氦燃燒可以產生在其光譜特征中看到的中等質量元素。它也可以解釋天文學家看到的 1a 型 SNe 具有不同的 WD 質量和伴星類型。

作者解釋說，當一對雙白矮星合并時，四重爆炸 SN 也是可能的。

“最近的多維雙爆模擬表明，在 WD 合并場景中，除了主 WD 發生雙重爆炸外，伴生 WD 在受到爆炸的主 WD 彈射物的影響時也會發生雙重爆炸（導致'四重爆炸'），”他們在結論中寫道。

“這種雙重爆炸也可能導致觀察到的鈣的雙殼結構。”

1a 型 SNe 起著重要作用，對這些宇宙爆炸的更深入理解將有助于科學家理解幾件事。

SNe 是宇宙距離階梯中的標準蠟燭，了解它們將有助于宇宙學家了解暗能量，這是一種驅動宇宙膨脹的神秘力量。

他們還在宇宙中產生大量的鐵。地球的質量約為 32% 的鐵，沒有鐵，巖石行星不太可能形成。鐵還運輸我們血液中的氧氣，這是我們自然界的重要組成部分。了解它的來源有助于我們了解大自然的整體結構。

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了解它的來源有助于我們了解大自然的整體結構。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創文章.

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