来源:滚动播报

(来源:科创中国)

超新星爆发究竟是怎么发生的?这个困扰天文学界多年的谜题,如今被中国科学家领衔的研究团队首次找到了关键线索。记者5日从中国科学院大学获悉,由该校科研人员领衔的国际研究团队观测到,一颗Ⅱ-P型超新星的前身星,正是一对相互缠绕并最终合并的双星系统。相关研究成果发表于《科学通报》杂志。

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图为超新星SN 2018gj在宿主星系中的位置,并艺术呈现了其双星前身星演化至爆发的完整过程。牛泽茜绘制,中国科学院大学供图

作为宇宙中最为常见的爆发现象,富含氢元素的Ⅱ-P型超新星约占所有超新星数量的近四成。理论界数十年前便猜测,其中相当一部分(30%至50%)可能诞生于双星系统。然而,无论是孤独演化的单星,还是相互作用的双星,它们在爆发前都会进入高度相似的“红超巨星”阶段,如同一对“双胞胎”,让天文学家难以分辨其真实身世。

在这项研究中,研究团队成功捕捉到超新星SN 2018gj爆发前的“真身”影像。这颗超新星的前身星虽然表面特征与普通红超巨星无异,但它所处的位置却十分反常——位于宿主星系边缘一个恒星年龄异常古老的区域。

“这就像在一个全是老人的社区里,发现了一个体格壮硕的中年人。”论文第一作者兼通讯作者、中国科学院大学副教授孙宁晨解释。进一步的观测发现,这颗超新星的光变曲线呈现出异常短暂的“平台期”。

为解开谜团,研究团队创新性地融合了前身星直接探测、环境星族分析以及爆发过程的流体动力学模拟。一系列证据最终指向一个惊人的结论:这颗超新星并非来自传统认知的单一恒星,而是由一对双星在漫长演化中历经物质交换、最终合并成一颗特殊红超巨星后,再以超新星形式爆发的产物。

牛津大学天体物理系教授菲利普·波德西亚德洛夫斯基对此评价道:“我们终于首次证实了这类超新星长期预测、但一直未被观测到的双星并合前身星。”

孙宁晨表示,这项研究是观测天文学家与理论天文学家深度交叉合作的典范,不仅为理解大质量恒星的演化与死亡开辟了新路径,也为未来借助中国空间站巡天望远镜(CSST)、詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)等新一代设备,搜寻更多“隐藏”的宇宙爆发事件奠定了基础。

(来源:科技日报 作者:陆成宽)