終於揭開這些天體猛烈爆炸的奧秘了

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】宇宙中充滿了神秘的爆炸現象，在黑暗中爆炸，一種特殊的短暫事件，稱為快速演化的發光瞬變，由於它的持續時間很短，使天文學家們困惑了近10年。現在NASA的「開普勒太空望遠鏡」(Kepler Space望遠鏡)——設計用於在星系中尋找行星——也被用來捕捉一些天體的行為，並確認它們的性質。它們似乎是一種新的超新星，它能從周圍環境中獲得一種短暫的渦輪增輝。開普勒能夠精確地在星光中取樣，這使得天文學家能夠快速地找到這個模型來解釋它，並排除了其他的解釋。

這幅圖展示了一個被稱為快速演化的發光瞬變(感覺)的神秘天文事件的模型。在左邊的面板中，一顆老化的紅巨星通過恆星風失去了質量。這些氣球在恆星周圍形成巨大的氣體外殼。在中心面板，大質量恆星的核心內爆引發超新星爆炸。在右邊的面板中，超新星的衝擊波會進入外殼，將爆炸的動能轉化為耀眼的光。輻射的閃光只持續幾天-十分之一的典型超新星爆發的持續時間。圖片版權：NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

研究人員得出的結論是，如閃電般的來源是一顆恆星崩潰後爆炸成超新星。最大的不同是，恆星在一個或更多的氣體和塵埃的殼內。當爆炸的能量從爆炸的能量猛烈衝擊到殼體時，大部分的動能立即轉化為光。輻射的爆發只持續幾天，是典型的超新星爆發持續時間的十分之一。在過去的10年里，人們發現了好幾種由傳統的超新星模型難以解釋的時間尺度和亮度。而且在天空研究中只看到幾次，因為它們太短了。不像開普勒，每隔30分鐘就會在一片天空中收集數據，大多數其他的望遠鏡每隔幾天就會觀測一次。因此往會在未被探測到的情況下，或者只有一兩種測量方法，使理解這些爆炸的物理過程變得棘手。

在沒有更多的數據的情況下，有各種各樣的理論來解釋這一現象：伽馬射線爆發的餘輝，由磁星(具有強大磁場的中子星)推動的超新星，或一種失敗的Ia型超新星。隨後，開普勒又進行了精確的連續測量，使天文學家能夠記錄更多的感覺事件的細節。馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠鏡科學研究所的Armin Rest說：我們收集了一條非常棒的光線曲線，能夠限制爆炸的機理和性質，可以排除其他的理論，得出的是密度-殼模型的解釋。這是大質量恆星死亡和將物質重新分配到太空的新方法。

通過開普勒望遠鏡現在真的能夠將這些模型與數據聯繫起來，開普勒望遠鏡讓一切變得不同。當第一次看到開普勒數據時才意識到這個短暫的瞬間是多麼短暫！開普勒完全捕捉到了快速演化的事實，這確實限制了恆星死亡的奇特方式。」大量的數據使我們能夠解開幻像爆炸的物理性質，比如恆星在生命結束時排出了多少物質，以及爆炸的高超音速。這是我們第一次能夠對感覺模型進行高精確度的測試，並將理論與觀測聯繫起來。這一發現是開普勒獨特能力的一個意外的衍生，它可以連續幾個月對星光的變化進行採樣。開普勒望遠鏡需要這種能力來發現太陽系外的行星，這些行星在它們的主恆星前短暫地通過，使星光暫時暗淡了一小部分。

開普勒的觀測結果表明，恆星在形成超新星之前不到一年就發射了。這讓我們深入了解了那些鮮為人知的恆星死亡的劇痛，這些人顯然是來自那些在死前經歷了「瀕死體驗」的恆星，在爆炸之前，在小型噴發中噴出物質的外殼。科學小組的研究發表在2018年3月26日的自然天文學在線雜誌上。Rest說接下來的步驟將是在正在進行的K2任務中找到更多的這些物體，或者在接下來的任務中，天文學家將開始一項跨越不同波長機制的後續行動，這限制了這種新型爆炸的性質和物理性質。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

作者：Nature Astronomy

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：NASA

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！