科学家们使用计算机建模了解超新星神秘起源的新线索

2022年05月17日 20:18 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

来自日本理化学研究所先锋研究集群的科学家们使用计算机建模来显示一种假设的超新星类型将如何在数千年的范围内演变,给研究人员提供了一种寻找这种模式的超新星(被称为"D6")实例的方法。

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超新星对宇宙学很重要,因为有一种类型,即Ia,被用作"标准烛光",使距离得以被测量。事实上,它们被用来进行测量并揭示了宇宙的膨胀正在加速,这对第一批观察者来说是令人惊讶的。尽管人们普遍认为Ia型超新星是由被称为白矮星的退化恒星爆炸产生的--这些恒星已经烧尽了它们的氢,并缩成了紧凑的物体--但引发爆炸的过程并不为人所知。

最近,对移动速度极快的白矮星的发现,为这些超新星起源的一种拟议机制,即"D6"增加了可信度。在这种情况下,双星系统中的两个白矮星中的一个经历了所谓的"双重爆炸",即表面的氦气层首先爆炸,然后在恒星的碳氧核心中点燃更大的爆炸。这导致了恒星的毁灭,而同伴突然从爆炸的恒星的引力中解脱出来,以巨大的速度被甩出去。

然而,人们对这种事件的后果在最初的爆炸之后很长一段时间内的形状知之甚少。为了研究这个问题,研究人员选择模拟一个超新星残余物在爆炸后持续数千年的长期演变。事实上,科学家们能够在原生系统中探测到这种情况下特有的几个特征,为探索超新星物理学提供了一种手段,例如一个"阴影"或暗斑被一个亮环所包围。他们还发现,与流行的看法相反,Ia型爆炸的遗留物并不总是对称的。

据该研究的第一作者Gilles Ferrand说:"D6超新星爆炸有一个特定的形状。我们没有信心在最初事件发生后的很长时间里在残余物中看到它,但实际上我们发现有一个特定的'签名',我们在爆炸数千年后仍然可以看到。"

理化学研究所天体物理大爆炸实验室的负责人Shigehiro Nagataki说:"这是一个非常重要的发现,因为它可能对使用Ia超新星作为宇宙标尺产生影响。它们曾经被认为是起源于一个单一的现象,但是如果它们是多样化的,那么可能需要重新评估我们如何使用它们"。

Ferrand继续说:"在未来,我们计划学习如何更精确地计算X射线发射,考虑到受冲击等离子体的组成和状态,以便与观测结果进行直接比较。我们希望我们的论文能给观察者带来新的想法,即在超新星遗迹中寻找什么。"

这项研究是与包括马尼托巴大学的研究人员在内的一个国际小组共同完成的,于2022年5月6日发表在《天体物理学杂志》上。

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