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第谷超新星遗迹,动起来了!

利用钱德拉X射线天文台自2000年到2015年拍摄的照片,天文学家第一次合成了第谷超新星遗迹随时间演变的动态影像。图片来源:NASA

789棋牌美国航空航天局(NASA)的钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory),利用持续15年的观测数据,首次合成了第谷超新星遗迹演变的动态视频。这些影像与央斯基甚大阵(Karl G. Jansky Very Large Array ,VLA)持续30年的观测数据相结合,帮助天文学家对这一超新星遗迹及其历史有了更加深入的了解。

789棋牌留下这一超新星遗迹的恒星,爆炸于1572年,当时非常明亮,大白天都能够看到它。丹麦天文学家第谷·布拉赫(Tycho Brahe)并不是发现和观测这颗超新星的第一人,但他写了一本书详细记录了自己对这一事件的持续观测,因此后来这颗超新星就用他的名字来命名了。

如今,天文学家利用钱德拉X射线天文台、VLA和许多其他望远镜,对当年这场恒星爆炸留下的碎屑云进行了观测。现在他们知道,第谷超新星遗迹是由一颗白矮星爆炸而产生的,这种恒星爆炸被归类为Ia型超新星,是天文学家用来追踪宇宙膨胀速度的“量天尺”。

从这颗被炸碎的恒星中飞散出来的大量物质,由于有激波穿越其间而被加热,因而整个遗迹辐射出强烈的X射线。现在,天文学家利用钱德拉自2000年到2015年的观测数据,借助5幅不同的影像,合成出了第谷超新星遗迹随时间演化的动态影像。这段影像展示了那颗恒星爆炸大约450年之后,碎屑仍在向外扩散的过程。

将钱德拉在X射线波段的观测数据,与VLA在射电波段长达30年的观测数据结合起来,天文学家已经获得了有关这颗超新星及其遗迹的新认识。

研究者测量了超新星遗迹不同区域的激波速度。由于超新星遗迹尺寸巨大,这种运动速度能够被测量得相当精确。尽管整个遗迹大致呈圆形,但不同区域的激波速度明显不同。右侧及右下侧的激波速度,大约是左侧和左上侧速度的2倍。这样的差异在早前的观测中也有发现。

激波向外扩散的速度差异,是由超新星遗迹周围气体密度的差异导致的。这就意味着,这个圆形超新星遗迹几何中心的位置,实际上并不是当年那颗白矮星发生爆炸的地点,而是有所偏离。天文学家发现,偏离的距离大约是超新星遗迹当前半径的10%,偏向遗迹几何中心的左上方。研究团队还发现,激波的最大速度大约是每小时1900万千米。

789棋牌爆炸中心与几何中心之间的偏离,也可能出现在其他超新星遗迹当中。了解Ia型超新星爆炸中心的位置有着重要的意义,因为它有助于缩小搜索范围,帮助科学家更精准地寻找爆炸中残存下来的另一颗伴星。残存的任何伴星都有助于确定那颗超新星的触发机制,证明那颗白矮星确实从伴星身上窃取了物质,直到自身质量超过理论极限而发生爆炸。如果找不到伴星的存在,那就偏向于支持另一个主流触发机制,即两颗白矮星合二为一导致质量超出极限,不会有恒星残存下来。

爆炸中心与遗迹几何中心的明显偏离,应该是“最近”才出现的现象。在超新星爆炸之后的头几百年里,爆炸产生的激波非常强大,所过之处的气体密度不会对激波运动产生任何影响。然而,随着激波继续向外扩散,超新星遗迹左侧和右侧的气体密度差异也越来越大,导致爆炸中心与几何中心的位置偏离也随时间越来越大。因此,如果未来的X射线天文学家,比方说在1000年后再做同样的观测,他们应该会发现这一偏离要比现在大得多。

描述这些结果的论文已被《天体物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)接收,即将发表。(编辑:Steed

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发布于2016-05-13, 本文版权属于果壳网(martinsto.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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