奇观！巨大的恒星在炽热的超新星中爆炸

这是一幅艺术家的作品，描绘了一颗红色超巨星转变为II型超新星的过程，星体在坍缩和爆炸之前释放出辐射和气体。(图片来源:W.M.Keck天文台/Adam Makarenko)

天文学家们有史以来第一次观测到一颗巨大的恒星在炽热的超新星中爆炸，这一奇观甚至比研究人员预期的还要震撼。

1月6日发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究中，科学家们从这颗恒星剧烈坍缩前100天前开始观测它。这是一颗距离地球1.2亿光年的名为SN2020tlf的红超巨星，在坍缩之前爆发出明亮的闪光，巨大的气体团从恒星表面爆发出来。

研究人员表示，超新星的爆炸规模令人惊讶。因为此前的观测中，还从未有红超巨星发出如此猛烈的喷射。这项研究的主要作者、加州大学伯克利分校的研究员Wynn Jacobson-Galán说：“这让我们在大质量恒星死亡前的活动方面有所突破。这是我们第一次看到红超巨星爆炸！”

当恒星爆炸时

红超巨星是宇宙中体积最大的恒星，它的半径是太阳的几百倍，有时候甚至超过太阳的几千倍。尽管它们体积庞大，但既不是体积最大的、也不是最亮的恒星。

像太阳一样，这些质量巨大的恒星通过核聚变产生能量。但是因为它们太大了，红超巨星可以产生比太阳燃烧的氢和氦更重的元素。当超巨星燃烧更多质量更大的元素时，它们的核变得更热，核内的压力也更大。最终，当开始熔化铁和镍时，这些恒星就耗尽了能量，此时它们的核会开始坍缩，并且会在一次剧烈的Ⅱ型超新星爆发中将外层的大气层喷射到太空中。

超新星爆炸产生大量气体和灰尘 图片来源：原文视频

恒星什么时候爆炸？

科学家们在红超巨星变成超新星前就观察到了它们，他们也研究了这些宇宙爆炸的后果。然而直到现在，他们才真正看到全部过程。

这项新研究的作者从2020年夏天开始观测SN 2020tlf，当时这颗恒星闪烁着明亮的辐射光，研究者分析认为其成因是恒星表面的气体爆炸。研究人员使用夏威夷大学研究所（University of Hawaii Institute）的两台望远镜（Pan-STARRS1天文望远镜和位于莫纳克亚山上的W.M.Keck天文台）对这颗古怪的恒星进行了130天的观测。恒星的爆炸正是在观测周期快结束时发生的。

研究人员发现，恒星爆炸时围绕着稠密气体云，这很可能是这颗恒星在前几个月喷射出的气体。这表明，剧烈爆炸在2020秋季恒星核坍缩之前就已经发生了。

该研究的合著者、加州大学伯克利分校的天体物理学家Raffaella Margutti在声明中说:“截至目前，我们还从未观测到一颗垂死的红超巨星出现这样剧烈的喷射、坍缩和爆炸活动。”

研究小组总结道，这些观测结果表明红超巨星的内部结构发生了重大变化，导致坍缩前的最后几个月里发生了混乱的气体爆炸。

撰文：Brandon Specktor

翻译：武雨佳

审校：韩佳桐

引进来源：livescience

本文来自：中国数字科技馆