史上首次!紅超巨星的爆炸過程終于被觀測到,光度達太陽的數億倍

現有的恒星演化理論模型認為,宇宙中的大質量恒星到了主序星階段結束的時候都會發生超新星爆發現象,在這一刻恒星會釋放出相當于太陽百億年核聚變能量數十倍的能量,恒星中的大量物質瞬間被抛灑出來,如同在宇宙中燃放了煙花。

天文學家們也早就發現過宇宙中超新星爆發的遺跡,而且觀察過來自麥哲倫星雲的SN1987A藍超巨星的超新星爆發,但一直未能發現紅超巨星超新星爆發的即時景象,不過在2020年的夏天,這一景象來了。

2022年1月8日,有媒體稱一個由美國西北大學和加州大學伯克利分校組成的天文學研究團隊表示,他們曾在2020年夏天首次即時觀測到一顆紅超巨星發生超新星爆發後坍縮成一顆II型超新星的過程,從中直觀了解到紅超巨星超新星爆發的特徵。

紅超巨星是質量至少為太陽4倍以上的主序星在晚年階段的狀態,恒星在這個時候會膨脹得十分巨大,因為質量高于4倍太陽質量的恒星在氦核外重新引發氫聚變時,其核外放出來的能量未明顯增加,但半徑卻增大了好多倍,就成為了紅超巨星。

比如獵戶座上的參宿四就是一顆紅超巨星,它的質量是太陽的11.6倍左右,但體積卻是太陽的5億倍左右。

研究者們發現的這個爆發的紅超巨星位于NGC 5731星系、距離我們約1.2億光年,開始的時候它並沒有表現出強烈的爆發跡象,只是星體看上去有些「悸動」,並且有較強的輻射顯露出來,但忽然之間它就明亮了起來,研究者們認真觀察了它之後130天中的星體變化,其過程非常活躍,其爆發類型被歸類為II型超新星事件,這次事件也被標記為SN2020tlf。

這次天文事件被夏威夷凱克天文臺的深層成像和多物體光譜儀以及近紅外埃切萊特光譜儀觀測到,光度達太陽的數億倍,如同宇宙中綻放的大煙花。

美國西北大學的天文學教授瑪格迪說:「我們從來沒有在一顆紅超巨星中確認過如此劇烈的活動,真不是一般的壯觀!我們看到它產生了如此明亮的輻射,然後坍塌和燃燒,直到現在。」

論文的主要作者韋恩則說:「這次事件提供了對大質量恒星死亡前理解的一個突破,幫助我們直接探測到紅超星的超新星前活動,之前從未在一個普通的II型超新星中觀察到,這次是第一次看到了一顆紅色超巨星的爆炸。「

Ⅱ型超新星又稱核塌縮超新星,它是大質量恒星由內部塌縮引發劇烈爆炸的結果,只有質量是太陽9倍以上的紅超巨星才會出現這樣的現象,有專家認為觀測這樣的事件將極大地影響我們如何定義恒星演化的最後幾個月,解開大質量恒星如何度過其生命最後時刻的一些謎團。

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