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白矮星減速將變超新星 銀河潛伏“定時炸彈”
       據(jù)美國物理學組織網9月8日報道,在好萊塢大片《生死時速》中,犯罪分子在一輛巴士上安裝了一枚特殊炸彈,如果車速減至50英里/小時就會自動爆炸。目前科學家最新一項研究顯示,宇宙中一些高速旋轉的衰老恒星,當它們減速時就會演變成超新星爆炸。目前可能銀河系內潛藏著數(shù)千顆這樣的“定時炸彈”。
  

      哈佛-史密森尼天體物理學中心天體物理學家羅贊-迪斯特凡諾(RosanneDiStefano)說:“雖然迄今我們并未在銀河系內發(fā)現(xiàn)任何一顆‘定時炸彈’,但是這項研究表明之前我們的探索方法是錯誤的,目前通過該研究提供了搜尋超新星前體的新方法。”

  迪斯特凡諾和同事稱,這種特殊的恒星爆炸叫做Ia型超新星,該現(xiàn)象通常出現(xiàn)于衰老、結構緊密的白矮星。

  白矮星是停止核聚變的恒星殘骸,其質量可達到太陽的1.4倍,這一數(shù)值也被稱為“錢德拉塞卡極限”。一些較強引力作用崩潰白矮星支撐作用力,壓縮白矮星并點燃核聚變,從而導致這顆恒星爆炸分解。

  白矮星超越“錢德拉塞卡極限”質量出現(xiàn)Ia型超新星爆炸的途徑有兩種:從施主性恒星(donorstar)獲得吸積氣體,或者兩顆白矮星發(fā)生碰撞。此前多數(shù)天文學家更傾向于第一種方式,如果第一種方式是正確的,那么我們應當看到一些跡象,但在多數(shù)Ia型超新星爆炸中卻并未發(fā)現(xiàn)。例如:我們應當探測到恒星爆炸附近存在少量氫氣和氦氣,但是我們卻并未探測到。

  在白矮星演變超新星爆炸過程中,并未發(fā)現(xiàn)從施主性恒星獲得的吸積氣體,或者超新星爆炸過程出現(xiàn)這顆伴星分離現(xiàn)象。同時,天文學家在超新星衰減從視線中消失的過程中也并未發(fā)現(xiàn)施主性恒星。

  迪斯特凡諾和她的同事認為白矮星旋轉可以解釋這一謎團。自旋加快和自旋減慢過程可在吸積和爆炸時間之中產生一個較長的延遲,當一顆白矮星獲得質量,它將獲得角動量(angularmomentum),從而加速其旋轉。如果這顆白矮星旋轉過快,當它超越1.4倍太陽質量的界線,將變成一顆超級錢德拉塞卡極限質量恒星。

  一旦吸積作用停止,白矮星將逐漸減速,最終自旋不足以抵抗自身重力,演變成為Ia型超新星。迪斯特凡諾解釋稱,我們的研究提出了一個全新解釋,顯示白矮星自旋加快和自旋減慢對于超新星演變具有重要作用。因此天文學家必須認真考慮到角動量對于白矮星吸積演變過程的影響,盡管這是一項非常難懂的科學。

  自旋減慢過程在白矮星吸積結束和演變超新星爆炸之間產生10億年延遲時間,這將使伴星逐漸老化并進化成為第二顆白矮星,同時任何環(huán)繞周圍的物質將消散。

  在銀河系,科學家評估每隔千年將出現(xiàn)3顆Ia型超新星,如果一顆典型的超級錢德拉塞卡極限質量恒星需要數(shù)百萬年時間自旋減慢并爆炸,那么在距離地球數(shù)千光年的太空中將存在著數(shù)十個超新星前體系統(tǒng)。

  這些超新星前體很難被探測到,然而未來全景式巡天望遠鏡和快速反應系統(tǒng)(Pan-STARRS)大型巡天望遠鏡(LargeSynopticSurveyTelescope)進行的太空廣域勘測將有望發(fā)現(xiàn)這些超新星前體。

  荷蘭拉德伯德大學雷斯穆斯-沃斯(RasmusVoss)是該項研究合著作者,他說:“我們目前在銀河系內尚未發(fā)現(xiàn)任何超級錢德拉塞卡極限質量恒星,但是我們將進一步展開探索努力搜尋它們!”
 
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