最亮的超新星？不，不止那么简单
天文学家发现了我们曾观察到的最强的恒星爆炸
文章介绍了名为SN2016aps的爆炸，它要比典型的超新星爆炸亮500倍。天文学家称它的爆炸是宇宙罕见的，但关于其爆炸类型属于哪类还有待商榷。
图解：SN 1994D（左下方的亮点），一颗位于其宿主星系NGC 4526内的IA型超新星
图源：wikipedia
大质量的恒星不会悄然消亡。他们的消亡是可以使整个星系黯然失色的壮观爆炸。并且现在，天文学家已经确认了我们所见过的最强的爆炸恒星。
这颗名为SN2016aps的超新星，是2016年2月22日在距地球45亿光年的星系上被潘斯塔尔调查瞬态观测所观察到的。
图解：这是 Pan-STARRS 的标志。更多细节：2005 年 5 月由 Malia Wisch 设计的Pan-STARRS标志。
图源：wikipedia
现在，天文学家已经确定SN2016aps比典型的超新星爆炸亮500倍。他们说，它是我们曾经见过的最明亮、最有活力甚至可能是最大的超新星——将它推向了超新星这一大类别。
“SN2016aps的爆炸在很多方面是壮观的，”来自哈佛大学的天文学家埃多·伯格这样解释。“不仅仅是因为它比我们曾经看到过的其他超新星亮，而且它有许多性质和特征使它比宇宙中其他恒星的爆炸更为稀有。”
图解：NASA 艺术家对超亮超新星SN2006gy爆炸的印象
图源：wikipedia
虽然SN2016aps在2016年1月到达了高峰，对它的观察却不局限于那段时间。当超新星在潘斯塔尔数据中被发现后，天文学家一直在仔细观察天体如何随时间的流逝变暗，这一过程仍在发生。
他们也观察了2016年1月高峰之前获得的数据，并且看到SN2016aps在大爆炸前几个星期一直在发亮，可以追溯到2015年12月。
SN2016aps的总动能大约为5x1052erg,与著名的1998超新星SN1998bw相媲美，从前身星的25倍到太阳重量的40倍。但是SN2016aps的峰值亮度为4.3x1044erg，比1998bw超新星的峰值亮度亮1x1043-erg倍。
“这颗超新星强烈的能量输出指向了一个质量惊人的恒星祖先，”伯格说。“从诞生起，这颗恒星的重量至少是太阳的100倍。”
尽管如此，这颗恒星自身可以产生这样巨大的爆炸是不可能的。实际上，正如对这颗超新星的光谱观测结果所揭示的那样，它确实有一些奇特之处。
图解：
光谱学的一个例子：棱镜通过将白光分散成其组成颜色来分析白光。
图源：wikipedia
“我们确定在它爆炸前最后这几年，随着它剧烈地震动，这颗恒星摆脱了一个质量庞大的气壳，”伯明翰大学的天文学家马特·尼科尔说。“爆炸残骸与这个巨大的外壳碰撞导致了超新星的难以置信的亮度。它从根本上为爆炸增添了燃料。”
虽然濒临消亡的恒星质量下降是正常的，但是一颗恒星在距离爆炸这样短的时间内质量下降这么多是不寻常的。关于如何以及为什么会发生这种现象的研究需要通过模拟试验和建模来进行。
研究人员还发现了高水平的氢，这令人费解，因为大质量的恒星在形成超新星之前通常会驱散出大部分氢。但这个谜题有一个答案：这颗大恒星曾经是由两颗小恒星合并而成的。
“SN2016aps能保持住它的氢，这促使我们推断出两颗质量较小的恒星已经合并在一起，因为质量较低的恒星保持氢的时间更长。”伯格说。
这颗合并前恒星的质量和氢的丰度可能使SN2016aps成为一种罕见的超新星类型，只能在富含氢和氦的超大质量恒星中才能看到，称为脉冲对不稳定性超新星。
这是一个看起来像一颗非常明亮的超新星的事件，但只有一部分恒星的质量被吹到太空中，留下一颗质量较低的恒星，最终将经历一次真正的超新星。
一个较低的可能性，但仍然是一种可能性，是全对不稳定性超新星。这是指当一颗大质量恒星的核心非常热时，它会产生电子-正电子对，从而降低阻止恒星瓦解的辐射压力。这会导致失控的核爆炸，将恒星完全炸开，甚至没有留下核心残留物。
图解：当一颗恒星质量很大时，其核心产生的伽马射线会变得非常有能量，以至于它们的一些能量会流失到粒子和反粒子对的产生中。由此产生的辐射压力下降导致恒星在其自身巨大的引力作用下部分坍缩。在这种剧烈的坍缩之后，失控的热核反应（此处未显示）随之而来，恒星爆炸。 图源：wikipedia
我们至今仍不知道这些SN2016aps中哪一个是。需要进行细节的模拟试验来帮助解决这个问题。
但是现在SN2016aps已经被确认，我们将能够探索更多类似的事件。这也可以帮助我们描绘这些不可思议的爆炸。
“SN2016aps的鉴定为从第一代恒星中鉴定类似的事件开辟了道路。”伯格说。
“随着即将到来的大型天气观测望远镜的问世，我们可以从宇宙历史的最初十亿年中发现这样的爆炸，届时将会有大量的例子。”
图解：维拉C.鲁宾天文台，以前被称为大型综合巡天望远镜（LSST），是目前正在建设中的智利的天文观测台。 图源：wikipedia
这项研究发表在《自然天文学》上。
BY: MICHELLE STARR
FY: 张玉兔
如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
