电子俘获超新星？揭开了中世纪的神秘面纱
由加州大学圣巴巴拉
【菜科解读】
由加州大学圣巴巴拉分校的天文学家领导的一个团队证实了一种难以捉摸的新型超新星的存在。
由加州大学圣巴巴拉分校 Las Cumbres 天文台的科学家领导的一个全球团队发现了第一个令人信服的证据，证明了一种新型恒星爆炸——电子捕获超新星。
虽然它们已经被理论化了 40 年，但现实世界的例子一直难以捉摸。
它们被认为是由大质量超渐近巨星分支 （SAGB） 恒星的爆炸产生的，对此也缺乏证据。
发表在《自然天文学》杂志上的这一发现也揭示了公元 1054 年的超新星千年之谜，该超新星在白天在世界各地可见，最终成为蟹状星云。
从历史上看，超新星分为两种主要类型：热核坍塌和铁芯坍塌。
热核超新星是白矮星在双星系统中获得物质后的爆炸。
这些白矮星是一颗低质量恒星（大约是太阳质量的 8 倍）生命尽头后留下的致密灰烬核心。
当一颗质量超过太阳 10 倍的大质量恒星耗尽核燃料，其铁核坍塌，形成黑洞或中子星时，就会发生铁核坍缩超新星。
在这两种主要类型的超新星之间是电子俘获超新星。
当这些恒星的核心由氧、氖和镁组成时，它们就会停止聚变；它们的质量不足以制造铁。
虽然引力总是试图压碎一颗恒星，但阻止大多数恒星坍缩的原因要么是持续的聚变，要么是在核聚变停止的核心中，你无法将原子压得更紧。
在电子俘获超新星中，氧-氖-镁核心中的一些电子在称为电子俘获的过程中撞击到它们的原子核中。
这种电子的去除导致恒星的核心在其自身重量的作用下弯曲并坍塌，从而产生电子俘获超新星。
如果这颗恒星稍微重一点，核心元素可能会融合产生更重的元素，延长它的寿命。
所以这是一种相反的金发姑娘情况:恒星不够轻，无法逃脱其核心的坍塌，也不够重，无法延长其寿命，稍后通过不同的方式死亡。
这是东京大学的野本健一等人于 1980 年提出的理论。
几十年来，理论家们已经对在电子捕获超新星及其 SAGB 恒星祖先中寻找什么进行了预测。
恒星应该有很大的质量，在爆炸前会损失很多，而靠近垂死恒星的质量应该具有不寻常的化学成分。
那么电子俘获超新星应该是微弱的，几乎没有放射性沉降物，并且核心中含有富含中子的元素。
这项新研究由加州大学圣巴巴拉分校和拉斯库布雷斯天文台 （LCO） 的研究生 Daichi Hiramatsu 领导。
平松是全球超新星计划的核心成员，该计划是一个全球科学家团队，在全球各地和上方使用数十台望远镜。
研究小组发现超新星 SN 2018zd 具有许多不寻常的特征，其中一些特征是首次在超新星中发现。
这有助于超新星在星系 NGC 2146 中相对较近——只有 3100 万光年远。
这使团队能够检查哈勃太空望远镜在爆炸前拍摄的档案图像，并在它之前探测到可能的前身恒星爆炸了。
这些观察结果与最近在银河系中发现的另一颗 SAGB 恒星一致，但与红超巨星模型不一致，红超巨星是正常铁核坍缩超新星的祖先。
作者浏览了所有已发表的超新星数据，发现虽然有些数据有一些预测电子捕获超新星的指标，但只有 SN 2018zd 拥有全部六个：明显的 SAGB 前身、强烈的前超新星质量损失、不寻常的恒星化学成分，爆炸微弱，放射性小，核心富含中子。
“我们先问这个怪人是什么？”平松说：“然后我们检查了SN 2018zd的每个方面，并意识到它们都可以在电子捕获场景中得到解释。
”
这些新发现还揭示了过去最著名的超新星的一些奥秘。
公元1054年，银河系发生了一颗超新星，据中国和日本的记载，它的亮度如此之高，白天可以看到23天，晚上可以看到近两年。
由此产生的残余物蟹状星云已经得到了非常详细的研究。
蟹状星云以前是电子捕获超新星的最佳候选者，但它的地位并不确定，部分原因是爆炸发生在近一千年前。
新结果增加了历史性的 SN 1054 是一颗电子捕获超新星的信心。
这也解释了为什么这颗超新星与模型相比相对明亮：它的光度可能是由超新星喷射物与前身星抛下的物质碰撞而人为增强的，如 SN 2018zd 中所见。
#p#分页标题#e#东京大学 Kavli IPMU 的 Ken Nomoto 对他的理论得到证实表示兴奋。
“我很高兴终于发现了电子捕获超新星，我和我的同事预测它存在并且与 40 年前的蟹状星云有联系。
”他说。
“我非常感谢为获得这些观察所做的巨大努力。
这是观察与理论相结合的绝妙案例。
”
Hiramatsu 补充说：“对我们所有人来说，这是一个‘尤里卡时刻’，我们可以为结束 40 年的理论循环做出贡献，而对我个人而言，因为我的天文学生涯开始于我看到令人惊叹的照片时高中图书馆里的宇宙，其中之一是哈勃太空望远镜拍摄的标志性蟹状星云。
”
“当我们发现一个新的天体物理物体时，罗塞塔石碑这个词经常被用作类比。
”拉斯坎布雷斯天文台的科学家兼 UCSB 的兼职教授安德鲁·豪厄尔说：“但在这种情况下，我认为它是合适的。
这颗超新星确实帮助我们解码了来自世界各地文化的千年记录。
它帮助我们将一个我们不完全了解的事物，蟹状星云，与我们拥有令人难以置信的现代记录的另一事物，这颗超新星联系起来。
在这个过程中，它教会了我们基础物理学知识：一些中子星是如何形成的，极端恒星如何生存和死亡，以及我们所构成的元素是如何被创造出来并散布在宇宙中的。
” Howell 还是全球超新星计划的负责人，也是主要作者 Hiramatsu 的博士顾问。
“吸血鬼”中子星爆炸与以近光速飞行的喷流有关
（图片来源：uux.cn/Danielle Futselar、Nathalie Degenaar、阿姆斯特丹大学Anton Pannekoek研究所。
）（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：中子星是曾经死于超新星爆炸的大质量恒星的残骸。
总的来说，中子星被认为是已知宇宙中最极端的天体之一，尤其是当这些密度极高的恒星残余与伴星（尚未“死亡”）一起存在时，情况更是如此，因为伴星距离中子星的巨大引力足以从第二颗恒星上剥离物质。
换句话说，伴星就像中子星的恒星受害者。
这些“吸血鬼中子星”很特别，因为它们像宇宙中的Bela Lugosi一样复活了。
这是因为伴星的下沉物质会在中子星表面引发热核爆炸。
其中一些被偷走的物质被引导到中子星的两极，从那里以近光速以强大的天体物理喷流的形式爆发。
然而，究竟是什么导致了这些喷流的发射，以及它们是如何与这些热核爆发联系在一起的，仍然是个谜。
然而，新的研究为这个谜题提供了线索。
科学家们揭示了一种测量这些喷流速度的方法，并将这些值与中子星和它所享用的不幸双星伴星的质量联系起来。
这可能最终有助于解决这一与喷流相关的困境，并可能提供有关从伴星上剥离物质的其他物体的信息，如超大质量黑洞。
“我们第一次能够测量中子星发射的稳定喷流的速度，”主要作者、美国国家天体物理研究所（INAF）科学家托马斯·拉塞尔告诉Space.com。
“这些喷流，就像来自吸积黑洞的喷流一样，在我们的宇宙中是极其重要的，因为它们向周围环境传递大量能量，影响恒星形成、星系生长，甚至星系如何聚集在一起。
但我们并不真正了解这些喷流是如何发射的。
”拉塞尔解释说，此前，科学家们曾认为，喷流可能是由于受害者恒星中物质螺旋进入时剥离的物质旋转而产生的。
还有一种理论认为，喷流与旋转物体本身的旋转有关。
这项新的研究可能有助于确定哪个机制是主要负责的。
拉塞尔继续说道：“我们发现热核爆炸和喷流之间的联系，现在为我们提供了一个易于接近和可重复的探测器，以解开中子星喷流的发射机制。
”。
“因为我们认为所有类型的物体都以非常相似的方式发射喷流，这将有助于我们了解喷流是如何从所有物体发射的，甚至是位于星系中心的超大质量黑洞。
”中子星是如何爆炸的？为了得出他们的结论，拉塞尔和同事们检查了两个包含食中子星的系统：X射线双星4U 1728-34和4U 1636-536。
众所周知，这两个系统都会周期性地爆发热核爆发。
中子星表面的热核爆炸对科学家来说并不是一个新现象。
多年来，人们一直在分析这些爆炸，拉塞尔指出，天文学家总共观测到至少125颗“爆炸”的中子星。
拉塞尔说：“当中子星消耗附近恒星的物质时，吸积的物质会在中子星表面堆积起来。
在某个时刻，压力变得太大，就会发生不稳定的失控热核爆炸，在几秒钟内蔓延到中子星的整个表面。
”在X射线波段可以看到与4U 1728-34和4U 1636-536相关的爆发，这意味着该团队能够使用欧洲航天局的国际伽马射线天体物理实验室（INTEGRAL）太空望远镜进行探测。
拉塞尔继续说道：“我们发现，这些爆炸会导致一些额外的物质被泵入喷流，持续数十秒。
”。
“使用射电望远镜和澳大利亚望远镜紧凑阵列监测喷流，我们能够在这些额外的物质沿着喷流流下时跟踪它们，基本上为我们提供了一台宇宙速度相机来测量喷流速度。
”INTEGRAL太空望远镜的示意图，该望远镜是确定中子星喷流速度的整体。
（图片来源：uux.cn/ESA）他们希望看到的是X射线爆发后无线电发射的变化。
事实上，研究小组在每次热核爆炸的几分钟内就探测到了无线电亮度的增加。
这使研究人员得出结论，喷流的演变与热核爆炸密切相关。
拉塞尔说：“我们对喷气式飞机的反应如此清晰感到惊讶。
这些非常明亮清晰的耀斑顺着喷气式飞机流下，很容易被探测到。
”。
“我们确实预计会有一些回应，但认为会更加微妙。
”中子星喷流加速研究小组表示，这些喷气式飞机的速度是拼图中缺失的一块，这导致了喷气式飞机剧烈弹射和爆炸性进食事件之间的联系。
拉塞尔说：“速度对于了解喷气式飞机是如何发射的非常重要，这一新发现为回答这个问题打开了一个非常容易的窗口。
”。
“我们现在可以将这项实验应用于许多其他爆裂中子星，然后我们可以比较喷流速度与中子星的自旋、质量甚至磁场的相关性，所有这些都被认为是喷流发射的关键因素。
”如果该团队看到其中一种特性与喷流速度之间的相关性，它将揭示这些喷流的主要发射机制是什么——无论是中子星的旋转还是注入物质的旋转。
这是第一次测量来自中子星的这种喷流的速度，但值得注意的是，以前曾对黑洞进行过测量。
然而，拉塞尔解释说，在将中子星用作研究喷流发射机制的探测器时，中子星比黑洞具有巨大的优势。
他说：“中子星可以有非常精确测量的自旋、确定的质量，甚至可能有已知的磁场强度，所有这些在黑洞中都很难测量。
”。
“因此，目前只有通过中子星，我们才能开始将系统特性与喷流联系起来。
”总的来说，该团队现在已经在两个馈电中子星系统中看到了这一结果，但这是他们迄今为止唯一研究过的两个。
他总结道：“我们正在将我们的新技术应用于尽可能多的其他爆裂中子星，以揭示不同中子星性质的喷流速度是如何变化的。
”。
“一旦我们建立了足够的样本，我们将能够解开喷气式飞机生产的关键特性，揭示喷气式飞机是如何发射的。
”该团队的研究于周三（3月27日）发表在《自然》杂志上。
太阳死亡会有新太阳么：不会 太阳是太阳系唯一的恒星
太阳虽然八大行星等都是围绕着太阳公转和自转，但是其实太阳也是围绕着银河系的中心进行公转的，而太阳是一个热等离子体和磁场交织着的一个理想球体，同时太阳的直径也是非常的大，为1392000千米，相当于地球直径的109倍，体积也大约是地球的130万倍，太阳质量中大约四分之三都是氢，其余的几乎就是氦气了，采用核聚变的方式释放光和热。
没有太阳地球会怎样太阳死后人类大概率也是会死的，因为我们现在大部分时间都是依靠太阳的，植物是依靠太阳进行光合作用的，而动物大多是吃植物的，而我们人类更是动植物都吃，因此没有太阳就意味着没有食物，没有食物没多久就会被饿死。
况且如果没有太阳就意味着没有光和热，地球就会进入冰河时代，人类会冻死。
