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科学家首次亲眼目睹红巨星死亡之痛

地面望远镜首次实时观察了一颗红巨星死亡的痛苦。 虽然这些不是最亮或最大的恒星,但它们是迄今为止最大的。

著名的红巨星之一是参宿四,因此引起了人们的注意 不规则调光. 虽然预计参宿四会变成超新星,但它仍然存在。

然而,这项新研究的核心恒星位于距地球约 1.2 亿光年的 NGC 5731 星系中,其质量是太阳爆炸前的 10 倍。

在它们走出荣耀的光芒之前,一些恒星会经历剧烈的爆炸或释放出发光的气体层。 在天文学家目睹这一事件之前,他们认为红巨星在爆炸成超新星或坍缩成致密中子星之前相对安静。

相反,科学家们观察到这颗恒星在坍缩成 II 型超新星之前戏剧性地自毁。 这种恒星死亡是一颗大质量恒星在其核心中燃烧氢、氦和其他元素后的快速坍缩和猛烈爆炸。

剩下的就是恒星的铁,但铁不能融合,所以恒星会耗尽能量。 当这种情况发生时,铁会分解并产生超新星。 对这些发现的详细研究于周四发表在 天体物理学杂志.

研究主要作者、加州大学伯克利分校国家科学基金会的研究生研究员韦恩·雅各布森·加兰 (Wayne Jacobson Galan) 在一份声明中说:“这是我们对大质量恒星在死亡前一刻所做的理解的突破。”

“对红巨星前超新星活动的直接探测,以前在普通 II 型超新星中没有观察到。这是我们第一次看到红巨星爆炸。”

星光体死亡的最后时刻

在超新星爆发前 130 天,天文学家首先注意到这颗恒星的异常活动。 夏威夷大学的泛星天文望远镜于 2020 年夏天在毛伊岛的哈雷阿卡拉 (Haleakala) 上探测到了明亮的辐射。

那年秋天,研究人员在同一个地方看到了一颗超新星。

他们使用夏威夷莫纳基亚 WM Keck 天文台的低分辨率成像光谱仪观察到这一现象,并将其命名为超新星 2020tlf。 他们的观察揭示了恒星爆炸时周围存在物质——恒星在夏季猛烈地从自身排出的明亮气体。

两颗星打架,画面惊艳

“这就像观看定时炸弹,”加州大学伯克利分校天文学和天体物理学副教授、资深研究作者拉斐拉·马戈蒂 (Raffaella Margotti) 在一份声明中说。 “直到现在,我们从未证实一颗垂死的红巨星发生了如此剧烈的活动,以至于我们看到它发出如此强烈的光,然后坍缩并点燃。”

这一发现表明,这些大质量恒星中的一些很可能会发生相应的内部变化,从而在它们死亡之前导致气体的湍流释放。

这项工作是在 Jacobson Gallan 和 Margotti 还在西北大学期间进行的。 他们可以远程访问夏威夷凯克天文台的望远镜,这“有助于提供大质量恒星变成超新星爆炸的直接证据,”玛戈蒂说。

“我对通过这一发现揭示的所有新‘未知’感到非常兴奋,”雅各布森加兰说。 “发现更多像 SN 2020tlf 这样的事件将极大地影响我们如何定义恒星演化的最后几个月,将观察者和理论家联合起来,以解开大质量恒星如何度过最后时刻的谜团。”

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