星星消亡后就会变成超新星?那可不一定

我们很少见证星星的消亡。如果天文学家能够捕捉到星星进化的最后阶段,那必将是一场真正的视觉盛宴。通常来说,这个过程是这样的:当星体燃尽所有热量后,它会经历引力坍塌,其外层会在大爆炸中脱落。这样,这颗星星就叫做超新星。然而,有时候,星星在不经历大爆炸的情况下也会成为黑洞。

一群天文学家在观测N69456-BH1这个位于焰火星系的星体时,就看到了这个被描述成“不经历大爆炸,但经历啜泣” 的过程。最初,天文学家认为这颗星体是一定会爆炸的,因为其质量巨大。但事实并非如此——这颗星体只是冒了一会儿烟,然后留下了一个黑洞。

火焰星系是一个离地球2200万光年远的螺旋星系。它之所以这样被命名,是因为这里经常产生超新星。 实际上,这个月早些时候,一个天文爱好者发现SN 2017eaw这颗星星。 正是因为有这样的先例,来自俄亥俄州立大学的三名天文学家(也是这篇研究的联合作者)期待N6946-BH1也能在2009年变得明亮后变为超新星。

星星消亡后就会变成超新星?那可不一定

图片来源:NASA/ESA/C. Kochanek (OSU)

NASA用哈勃太空望远镜所拍摄的可见光和近红外照片显示了N6946-BH1这颗巨大的星星消亡前后的照片。最终,这颗星星发生内爆,形成了一个黑洞。

然而,直到2015年,这颗星星才熄灭。同样地,在来自俄亥俄州立大学和俄克拉荷马大学的同事的协助下,研究团队开始寻找星星的残留物。在哈勃望远镜等几个高端设备的协助下, 科学家意识到这颗星星已经完全地消失了。

研究的细节发表在英国皇家天文学会的期刊上。科学家们在许多星系搜索过超新星的痕迹。最后,科学家们将目光锁定在焰火星系上,他们想要研究N6946-BH1到底变成了什么。

科学家预测,2009年,在经历了微弱的爆炸之后,这颗红色的巨大星体会变成超新星。由于这颗星体的质量是太阳的25倍, 这种预测是符合逻辑的。当星体在2015年消失之后, 科学家们曾经期待这颗星体只是黯淡了,或只是抛弃了一个布满灰尘的物质外壳,这让星体的光芒在人们的视线中变得模糊。

科学家们为没有变成超新星的消亡星体做了LBT调查。他们使用从望眼镜中观察到的红外线光谱和光学数据完成了调查。然而,所有的调查结果都否定了科学家先前的预测。最后,可能的结论只有一条:那就是N6946-BH1没有变成超新星,而是直接形成了一个黑洞。

星星消亡后就会变成超新星?那可不一定

黑洞的模拟图像。图片来源:Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke, Radboud University

毕业于俄亥俄州立大学、目前就业于卡希尔天文物理中心的天文物理学家Scott Adams是研究报告第一作者。他解释说:

在我们的首个为期七年的调查中,N6946-BH1可能没有变成超新星。在这一时期内,我们在监测的星体中发现了六个普通的超新星。这表明,10%-30%的质量庞大的星体在消亡时没有变成超新星。这只能引导人们得出一个结论:如果所有的巨大星体都以变为超星体的方式消亡的话,真正变为超新星的星体比我们所看到的少。

这一研究为大量黑洞的形成提供了新的依据。一段时间以来,天文学家一直相信, 只有质量大的星体在生命的末期阶段发生爆炸,成为超新星,这颗星体才有可能形成黑洞。 然而,根据研究团队的发现,这个说法说不通。因为一颗星体能够在外层发生爆炸后,仍留下足够大的质量以形成巨大的黑洞。

俄亥俄州立大学教授、研究的联合作者Christopher Kochanek解释称:

一个典型的观点是一颗星体只有变成超新星后,才能形成黑洞,如果一颗星星在没有变成超新星的情况下成为黑洞,就可以解释,为什么我们在许多巨大星体中看不到超新星。

由于引力波研究的进展,这项关于消亡星体是否变成超新星的研究至关重要。激光干涉引力波天文观察站在2016年2月宣布第一次发现了引力波这一奇怪现象,这一现象是由质量巨大的黑洞引起的。 如果没有变成超新星的消亡星体真的变成了黑洞,那么天文学家追根溯源就变得更加简单了。

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[责任编辑:wyjlhao]

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