研究发现“Wolf-Rayet”恒星也会成为超新星

研究人员通常认为超新星爆发是大型恒星不可避免的结果。大型恒星耗尽了“燃料”,引力使其核心塌陷,然后在演化接近末期时经历剧烈爆炸。但是天文学家一直认为至少有一种大型恒星没有以超新星结束。它们被称为“ Wolf-Rayet ”恒星,被认为是以其核心“安静地”塌缩成一个黑洞而结束。但是一项新研究发现它们可能也会成为超新星。

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“ Wolf-Rayet ”恒星是已知质量最大的恒星之一。它们正处于其短暂生命的尽头,但它们并不是简单地耗尽燃料而爆炸,而是以一种极其强大的恒星风将其外层推出。这产生了一个周围富含电离氦、碳和氮的星云,但几乎没有氢气。剩余恒星的表面温度可以超过200,000K,使它们成为已知最发光的恒星。但是由于这些光大部分是在紫外线范围内,所以它们对肉眼来说不是特别亮。

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即使抛开了“ Wolf-Rayet ”恒星的外层,中心恒星的质量仍然比太阳大得多。所以研究人员会觉得它成为一颗超新星只是时间问题。无论周期表上的核聚变发生到什么程度,它最终都会耗尽燃料,导致核心塌缩的超新星。但是研究人员可以看到超新星内的元素光谱,而从来没有看到过与Wolf-Rayet恒星相匹配的光谱。随着对超新星的发现变得普遍,一些天文学家开始怀疑Wolf-Rayet恒星是否有安静地“死亡”。他们的想法是,他们会抛下足够的外层,剩下的核心最终会直接坍缩成一个黑洞。不需要巨大的爆炸。一颗巨大的恒星就这样无声无息地“死去”。

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这项最新研究表明,至少有一些Wolf-Rayet恒星确实会成为超新星。该小组研究了一颗被称为SN 2019hgp的超新星的光谱,它是由兹威基瞬态设施(ZTF)发现的。该超新星的光谱有明亮的发射光,表明有碳、氧和氖的存在,但没有氢或氦。当研究小组更仔细地观察这些数据时,他们发现这些特殊的发射线并不是由超新星的元素直接引起的。相反,它们是一个星云的一部分,以超过1500公里/秒的速度远离恒星膨胀。

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换句话说,在超新星发生之前,原恒星被一个富含碳、氮和氖的星云所包围,而缺乏氢和氦这些较轻的元素。星云的膨胀一定是由强大的恒星风驱动的。这与Wolf-Rayet恒星的结构极为吻合。因此,看起来SN 2019hgp是第一个Wolf-Rayet超新星的例子。从那时起,类似的超新星也被探测到了。

因为这颗超新星是通过周围星云的光谱识别出来的,所以还不清楚这次爆炸是简单的超新星,还是更复杂的混合过程,即恒星的上层爆炸,而核心直接坍缩成黑洞。这将需要更多的观察来确定细节。

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