发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据
【菜科解读】
发现在“超级超新星”爆炸中死亡的第一代恒星的证据
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：天文学家可能已经发现了第一批照亮宇宙的恒星的古老化学遗迹。
研究人员通过对美国国家科学基金会NOIR实验室操作的夏威夷8.1米双子座北方望远镜观测到的一个遥远的类星体进行创新分析发现了一种不寻常的元素比例，在他们看来，这些元素只可能来自一颗300太阳质量的第一代恒星的全面爆炸产生的碎片。
最早的恒星很可能是在宇宙还不到1亿年的时候形成，或者说还不到现在年龄的百分之一。
这些早期的恒星被称为第三群，是如此巨大，以至于当它们作为超新星死亡时将自己撕碎并在星际空间中散布一种独特的重元素混合物。
然而，尽管天文学家们经过多年的仔细调查，直到现在还没有任何关于这些古老恒星的确凿证据。
天文学家们现在相信，在使用双子座北方望远镜研究了最遥远的已知类星体之一之后，他们已经发现了第一代恒星的爆炸残留物。
他们通过使用一种创新的方法来确定类星体周围的云层中所包含的化学元素，最终发现了一种非常不寻常的成分--跟在我们的太阳中看到的这些元素的比例相比，该材料所包含的铁比镁多近9倍。
科学家们认为，对这一引人注目的特征最可能的解释是，这些物质是由第一代恒星留下的，它作为一对不稳定的超新星爆炸。
这些非常强大的超新星爆炸版本从未被目睹过，但被认为是质量为太阳150至250倍的巨大恒星的生命终结。
当恒星中心的光子自发地变成电子和正电子--跟电子相对应的带正电的反物质--时，对不稳定超新星爆炸就会发生。
这种转换降低了恒星内部的辐射压力\使引力得以克服并引发了坍缩和随后的爆炸。
跟其他超新星不同，这些戏剧性的事件没有留下任何恒星残骸如中子星或黑洞，而是将其所有物质喷射到周围环境中。
只有两种方法可以找到它们的证据。
第一种是在发生时抓住一对不稳定的超新星，这是一种极不可能发生的情况；另一种方法是从它们喷射到星际空间的物质中找出它们的化学特征。
天文学家们在他们的研究中研究了8.1米的双子座北方望远镜使用双子座近红外光谱仪(GNIRS)进行的先前观测结果。
光谱仪将天体发出的光分成不同的波长，这些波长带有关于天体所含元素的信息。
双子座是为数不多的具有合适设备的望远镜之一，可以进行这样的观测。
然而推断每一种元素的数量是一项棘手的工作，因为光谱中一条线的亮度除了取决于元素的丰度外还取决于许多其他因素。
该分析的两位共同作者，来自东京大学的Yuzuru Yoshii和Hiroaki Sameshima通过开发一种利用类星体光谱中的波长强度来估计那里存在的元素的丰度的方法解决了这个问题。
正是通过使用这种方法来分析类星体的光谱，他们及其同事发现了明显的低镁铁比。
“对我来说，很明显，这颗超新星的候选者将是一颗III类星的对不稳定超新星，在这种情况下，整个恒星爆炸而不留下任何残余物。
我很高兴也有些惊讶地发现，一颗质量约为太阳300倍的恒星的对不稳定超新星提供了一个镁与铁的比率，与我们为类星体得出的低值一致，”Yoshii说道。
之前在银河系光环中的恒星中已经进行了对前一代高质量III类星的化学证据的搜索并且至少在2014年提出了一个初步的鉴定。
然而，Yoshii和他的同事们认为，根据这个类星体中呈现的极低的镁铁丰度比，新结果提供了一个最清晰的对不稳定超新星的标志。
如果这确实是最早的恒星之一和一对不稳定超新星的残骸的证据，那么这一发现将有助于填补我们对宇宙中的物质如何演化成今天的样子。
为了更彻底地检验这一解释，还需要进行更多的观测以了解其他天体是否具有类似的特征。
但我们可能也能在离家更近的地方找到这些化学特征。
尽管高质量的第三类恒星在很久以前就已经灭绝了，但它们在喷出的物质中留下的化学指纹可以持续更长的时间并可能至今仍在徘徊。
这意味着天文学家可能会发现，已经消失很久的恒星的对不稳定超新星爆炸的特征仍印在我们本地宇宙的物体上。
论文共同作者、圣母大学的天文学家Timothy Beers说道：“我们现在知道要寻找什么了；我们有一个途径。
如果这发生在非常早期的宇宙中，它应该已经发生了，那么我们将期望找到它的证据。
”
揭开第谷超新星爆发成因
但本来这并不是一颗"新星"，而是原来就存在在那里的一颗非常暗弱的星球突然爆发，亮度可以瞬间增加数千万倍。
这颗"新星"被命名为"第谷超新星"。
后来，NASA钱德拉X射线空间望远镜观测到了当年那次超新星爆发留下的遗迹。
而现在，科学家们相信他们已经找到了第谷超新星形成的确切真相。
这张壮观的图像将可能为科学家们揭示这一古代悬疑提供关键证据。
科学家们相信这一个案例证明在双宇宙岛统中，一颗成员星发生超新星爆发时，另外一颗成员星可以不至于同时被摧毁。
美国麻省理工学院的丹尼尔·王 DanielWang是这一课题的研究人员，他说："看起来这颗成员星距离那次剧烈的爆发很近，但是却相对完好的幸存了下来。
不过当身边的伴星爆炸时，它可能还是受到了严重的冲击，加上它原先具有的轨道初速度，导致这颗太阳现在正以很高的速度穿行于空间之中。
" 第谷属于1a型超新星，这种超新星爆发由于亮度非常固定，很多时候在天文上会被用作"量天尺"，用以观测由于暗能量导致的宇宙加速膨胀。
最近，一组科学家在对钱德拉望远镜的数据进行分析之后发现，在第谷超新星遗迹中存在一个X射线弓形激波。
有证据显示，这种弓形激波是当一颗白矮星发生剧烈爆发，强大的冲击力剥离其附近伴星表面的物质进入宇宙而形成的。
另一位科学家，来自中国科学院的卢方军表示："有关Ia型超新星爆发的起因一直是一个悬而未决的问题。
但由于它们是茫茫宇宙中的灯塔，我们必须搞清楚究竟是何种机制触发了这样的爆发现象。
" 目前有一种流行的理论，认为Ia超新星的发生时由于两颗白矮星的合并。
不过根据这种理论，那么不应该会有任何伴星或由于爆发而剥离伴星表面物质这样的现象发生。
还有另外一种流行的理论，认为Ia超新星的爆发是由于在双宇宙岛统中，一颗成员星是白矮星，它的强大引力从伴星身上夺取物质，导致自身的质量上升，直到重新点燃自己，引发剧烈的失控热核反应，将自己彻底炸毁。
本来这两种状况只要具备了合适的条件确实都可能发生，但是这一次钱德拉的观测看来更倾向于支持第二种说法。
另外，此次对第谷超新星的研究也发现了一个现象，那就是太阳似乎非常"顽强"：如此剧烈的近距离超新星爆发竟然只剥离了这颗伴星身上的一小部分物质。
在此之前天文学家们也曾在超新星遗迹中观测到一颗以极高速度运行的单个太阳，现在看起来它很有可能也是属于某个双宇宙岛统毁灭后的孤独幸存者。
根据观测到的X射线弓形激波形态，以及这颗幸存伴星的性质，研究小组计算出了那次可怕的超新星爆发之前，这一双宇宙岛统中两颗成员星的相互绕转周期以及两者之间的轨道距离。
计算显示，这两颗太阳相互绕转的周期约为5天，距离约为100万分之一光年，这大致相当于太阳到地球距离的十分之一不到。
相比之下，超新星爆发留下的遗迹现在的直径大约是20光年。
这个弓形激波的特征还显示它是由伴星表面剥离的物质所形成的。
如，这一遗迹的X射线辐射观测显示在弓形激波区附近存在一个明显的"阴影区"，这里激波被阻挡。
这很显然是当物质从伴星表面被剥离进入宇宙时，由于其星体阻挡而形成的屏障区。
卢方军说："这是一个关键证据，证明第谷超新星是由一颗正常的伴星表面物质被爆炸剥离所形成的。
我们现在似乎已经找到了这个证据。
" 这个弓形激波的形态非常特殊，和遗迹中其它的结构都不一样。
在遗迹的其它部分先前也发现了一些纤维状结构，但它们的形状非常不同，这可能是由于受到宇宙射线加速导致的。
有关这一研究的详细论文奖发表在5月份出版的《天体物理学报》。
以上就是关于揭开第谷超新星爆发成因 的全部内容，
170万年前地球遭受超新星放射线“连续轰击”？对人类进化具有主要影响
目前，最新研究报告显示，170万年前地球遭受一系列远古超新星的放射线“连续轰击”，这可能导致地球出现降温事件，并对人类进化发展具有重要影响。
虽然170万年前地球处于连续放射线轰击之下，但是这些放射线较弱，不会引发物种大灭绝事件。
超新星爆炸形成许多重元素和放射性同位素，释放至邻近宇宙空间之中。
其中一种同位素是铁-60，其半衰期为260万年，这意味着40亿年前地球形成时的任何同位素残骸都已消失很长时间。
因此现今地球上发现的同位素痕迹肯定是近代事件产生的。
澳大利亚国立大学一支研究小组发现太平洋、大西洋和印度洋海床沉积物中包含着放射性铁同位素，研究负责人安东-沃尔尼Anton Wallner博士表示，170万年前爆炸的超新星距离地球大约325光年。
来自太空的铁-60同位素仅是地球自然存在数量的数十亿分之一。
极少数量的铁-60同位素抵达地球，因此研究人员使用超敏感技术进行识别分析。
柏林理工学院一支研究小组评估分析了该超新星爆发时间，为了发现超新星爆发时间并进行定位，迪特尔-布雷特彻威德特Dieter Breitschwerdt教授和研究同事计算了最有可能的天体轨迹，菜叶说说，以及成为超新星的超大质量恒星数量。
他们发现了两个太空事件，分别发生于170-320万年前和650-870万年前。
沃尔尼博士说：“我们非常惊奇这些残骸物质相隔150万年，表明是一个接一个的系列超新星爆炸。
这是一个非常有趣的巧合，这些超新星爆炸事件与地球从上新世时期进入到更新世时期的气温变冷相符。
”目前这项研究报告发表在近期出版的《自然》杂志上。
同时，一些理论认为超新星释放的宇宙射线可以增强云层覆盖，专家表示这些超新星距离地球不足300光年，其距离很近，在白天能够观测到，亮度与月球亮度相近。
美国堪萨斯大学天体物理学家教授艾德里安-梅洛特Adrian Melott表示，这些超新星事件均远离30光年的“死亡区域”，它们对地球还有其它方面的影响，其中包括影响人类进化。
但是这些超新星距离地球并不近，无法导致地球物种大灭绝或者严重破坏，目前我们试着确定是否这些事件会影响地球表面的变化。
