恒星爆炸产生的恒星后并碎片在400年后并未减慢

2022-01-17 15:08:00元倩风导读天文学家已经使用NASA的钱德拉X射线天文台记录了以每小时超过2000万英里的速度从爆炸恒星所在地爆炸的物质。这比地球上的爆炸声音速度快25,000

天文学家已经使用NASA的钱德拉X射线天文台记录了以每小时超过2000万英里的速度从爆炸恒星所在地爆炸的物质。这比地球上的产生声音速度快25,000倍。

开普勒的片年超新星残余是来自一颗引爆恒星的碎片，它位于我们银河系中距地球约20,未减000光年的地方。在1604年，恒星后并包括约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler)成为同名物体的爆炸早期天文学家看到了摧毁星体的超新星爆炸。

我们现在知道开普勒的产生超新星残骸是所谓的Ia型超新星的余波，其中一个小的片年稠密恒星(称为白矮星)在与伴星相互作用后超过了临界质量极限，并经历了热核爆炸，未减使该爆炸破碎。恒星后并白矮星并向外发射遗骸。爆炸

最新研究跟踪了开普勒超新星残余中15个小“结”碎片的产生速度，这些碎片全部在X射线中发光，片年全部在X射线中发光。未减据测，最快的结速度为每小时2300万英里，这是有史以来在X射线中检测到的超新星残留碎片的最高速度。结的平均速度约为每小时1000万英里，而爆炸波正以每小时1500万英里的速度扩展。这些结果独立地证实了2017年在开普勒的超新星遗迹中发现的速度超过每小时2000万英里的海结发现。

最新研究的研究人员通过分析Chandra X射线光谱估计了结的速度，钱德拉X射线光谱给出了2016年获得的不同波长的X射线强度。通过将X射线光谱中特征的波长与实验室值进行比较并使用多普勒效应，他们测量了从钱德拉到残迹沿视线的每个结的速度。他们还使用在2000年，2004年，2006年和2014年获得的Chandra图像检测结的位置变化，并测量其垂直于我们视线的速度。将这两个测量值相结合，可以估算三维空间中每个结的真实速度。图形可以直观地说明图像中的结节运动和X射线光谱如何组合起来以估计总速度。

2017年的工作采用了与这项新研究相同的通用技术，但使用了钱德拉上另一台仪器的X射线光谱。这意味着新的研究可以更精确地确定沿视线的结速，从而确定各个方向的总速度。

在开普勒超新星残骸的四个钱德拉图像的新序列中，红色，绿色和蓝色分别显示了低，中和高能X射线。电影会放大以显示几个最快的结。

开普勒的高速类似于科学家在爆炸后仅几天或几周就在其他星系中进行的超新星爆炸的光学观测中所看到的速度，远在几十年后超新星残骸形成之前。这种比较表明，自爆炸以来大约400年，开普勒的一些结几乎没有因与残留物周围的物质碰撞而减慢。

根据钱德拉光谱，在15个结中，有8个无疑正在远离地球，但只有2个已确定会向地球移动。(其他五个在沿着我们的视线的方向上没有显示清楚的运动方向。)这种结节运动的不对称性意味着碎屑沿着我们的视线可能不是对称的，但是需要研究更多的结节才能确定这个结果。

总速度最高的四个结均位于明亮的X射线发射的水平带上。其中三个标记在特写视图中。这四个结都朝着相似的方向移动，并具有类似数量的元素，例如硅，这表明所有这些结中的物质都起源于爆炸白矮星的同一层。

其他速度最快的结之一位于残余物右侧的“耳朵”中，这支持了一个有趣的想法，即碎片的三维形状更像是橄榄球，而不是均匀的球体。这个结和另外两个结在特写视图中用箭头标记。

高速材料的解释不清楚。一些科学家建议开普勒的超新星残余物来自异常强大的Ia型，这可能解释了快速移动的物质。残留物周围的直接环境本身也可能是团块状的，这可能使一些碎片穿过低密度区域并避免大大减速。

2017年的团队还使用他们的数据完善了对超新星爆炸位置的先前估计。这使他们能够寻找超新星之后可能遗留下来的白矮星的伴星，并更多地了解引发爆炸的原因。他们在残骸中心附近发现缺少明亮的星星。这意味着像太阳这样的恒星在达到临界质量之前不会向白矮星捐赠物质。取而代之的是将两个白矮星合并。

德州大学阿灵顿分校的马修·米拉德(Matthew Millard)领导的一篇论文报道了这项新结果，该论文发表在2020年4月20日的《天体物理学杂志》上。

佐藤俊树(Toshiki Sato)和杰克·休斯(Jack Hughes)的论文报道了开普勒超新星遗迹中快速移动的结的发现，并发表在2017年8月20日的《天体物理学杂志》上。