天文學家第一次發現恆星在超新星爆炸後倖存

II型超新星是一個非常驚人的天文現象。與所有超新星一樣，II型由一顆恆星在生命周期結束時經歷核心坍縮而爆炸，導致其外層脫落。這種類型的子類被稱為IIb型，它們是被剝奪了氫燃料的恆星，並經歷了坍縮，因為它們不再能夠維持核心的聚變。

哈勃怕是超新星SN 2001ig的圖像，顯示了一個同伴的存在。圖片：NASA, ESA, S. Ryder (Australian Astronomical Observatory), and O. Fox (STScI)

17年前，天文學家有幸目睹了星系ngc7424中一種IIb型超新星，它位於距離地球4000萬光年的南方星座Grus。現在這顆超新星已經消失了，哈勃太空望遠鏡最近捕捉到一個倖存的同伴的第一張照片，從而證明超新星確實發生在雙星系統中。這項研究的題目是「IIb SN 2001ig的二進位伴侶的紫外線探測」，最近發表在《天體物理學雜誌》上。

該研究由澳大利亞天文台的斯圖亞特·賴德領導，包括加州理工學院、太空望遠鏡科學研究所(STSI)、阿姆斯特丹大學、亞利桑那大學、約克大學和加利福尼亞大學。這一發現是迄今為止最令人信服的證據，表明一些超新星是由二進位對的虹吸產生的。正如Stuart Ryder在最近的NASA新聞發布會上指出的：我們知道大多數大質量恆星都是雙星系統。

當它們的軌道靠近時，許多雙星對會相互作用並將氣體從一顆恆星傳遞到另一顆恆星。這顆名為SN 2001ig的超新星在2002年被天文學家使用歐洲南方天文台的超大望遠鏡(VLT)確定。在2004年，這些觀測結果與雙子南天文台密切相關，後者首次暗示存在一個倖存的雙星同伴。

由於知道精確的坐標，Ryder和他的團隊能夠將哈勃望遠鏡聚焦到那個位置，因為超新星的光芒已經褪去。這一發現特別幸運，因為它可能也揭示了一個天文謎題，也就是如何將外包膜剝掉。最初，科學家們認為它們是恆星的結果，它們的外信封會被快速的風吹走。然而，當天文學家開始尋找產生這些超新星的主要恆星時，卻找不到。

脈衝星從伴星中吸出物質的概念圖。圖片：NASA

作為太空望遠鏡科學研究所的成員之一，同時也是該論文的作者之一的Ori Fox解釋道：這是非常奇怪的，因為天文學家預計它們將是最龐大和最明亮的祖先恆星。此外，被簡化的信封式超新星數量也比預計的要多。這使得科學家們推論出，許多在低質量的雙星系統中都是主要的條紋包膜星。剩下的就是找到一顆超新星，這是一個雙星系統的一部分。這並不是一件容易的事，因為它的同伴非常「虛弱」，而且在哈勃望遠鏡所能看到的範圍之內。

此外，在這個距離範圍內，並沒有很多超新星爆炸。最後，但同樣重要的是，他們必須通過非常精確的測量來了解準確的位置。多虧了哈勃精密的解析度和紫外線能力，能夠找到並拍攝倖存的同伴。在超新星爆發之前，恆星相互環繞，周期約為一年。當主恆星爆炸時，它對伴星產生了影響，但它仍然完好無損。正因為如此，SN 2001ig是有史以來第一個被拍照的倖存伴侶。

SN 1993J，一個紅色超大型超新星前恆星(左)在向藍色伴星(右)轉移了大約10倍太陽質量的氫氣後爆炸。圖片：ESA

展望未來，Ryder和他的團隊希望能夠精確地確定有多少「超新星」與剝離的信封有伴侶。目前，據估計，至少有一半是這樣，而另一半則因為恆星風而失去了外層空間。他們的下一個目標是檢查完全被剝離的超新星，而不是SN 2001ig和SN 1993J，只有大約90%被剝離。幸運的是，他們不用等太久，就可以檢查這些完全被剝離的超新星，因為它們在周圍環境中與氣體的相互作用沒有那麼大。

簡而言之，由於他們在爆炸之前很久就失去了外部的信封，所以它們褪色的速度要快得多。這意味著團隊只需要等待2 - 3年就能找到倖存的同伴。他們的努力也有可能得益於部署在2020年發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)。根據他們的發現，天文學家可能已經準備好解決不同類型超新星的謎團，這也揭示了更多關於恆星生命周期和黑洞誕生的信息。

博科園-科學科普｜文：Matt Williams｜來自：Universe Today｜NASA, The Astrophysical Journal

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！