银河系最明亮的爆炸发生时,伴随着意想不到的触发器:成对死恒星(3)

2023-04-30 来源:飞速影视

银河系最明亮的爆炸发生时,伴随着意想不到的触发器:成对死恒星


超新星有两种基本类型。最常见的叫做核心坍塌。当一颗比太阳大得多的大质量恒星耗尽燃料时,就会发生这种现象。核心热量的压力不再能抵消引力; 恒星的外部坍缩进入核心的力量是如此之大,以至于一个反弹的冲击波,或者有时是一个新的聚变燃烧,爆炸了恒星的外层,留下一个中子星或黑洞。
其余的都是 Ia 型白矮星,它们不知何故被重新点燃,进入失控的聚变反应。新能量爆发的速度太快,以至于恒星无法吸收,将整个物质炸成碎片,形成的爆炸比核心坍缩的超新星更明亮、更长。
白矮星似乎不太可能成为燃放烟火的候选者。它们是类似太阳的恒星的灰烬,燃烧掉了氢和氦的燃料,在大多数情况下留下了碳和氧,这些较重的元素在这样一颗质量较低的恒星中无法聚变。白矮星缩小到地球那么大,只能在余热中发光。理论上,它们应该在几十亿年后冷却到黑色。
但如果这颗白矮星与另一颗恒星组成一对双星,那么它将面临更为壮观的命运。典型的 Ia 型情景是由 John Whelan 和 Icko Iben 在1973年提出的。他们绘制了超新星 SN 1972e 的衰落光线整整一年,并意识到其亮度可以用大约一个太阳质量的放射性金属的衰变来解释。他们提出,这些是在一颗白矮星上锻造出来的,这颗白矮星的大小已经达到了其核心的压力和温度高到足以聚合碳,引起热核爆炸的程度。惠兰和伊本认为,如果白矮星的引力从伴星(如膨胀的红巨星)那里偷走了氢气,那么白矮星的质量可能会达到这个临界值。
后来的建模表明,实现这种增长是一个棘手的平衡行为。如果一颗白矮星以过快的速度吞噬氢,其表面形成的氢层就会变得足够热,以至于提前爆炸,形成一个更为温和的热核爆炸,称为经典新星,或者,如果反复发生,一个循环新星。如果积累得太慢,白矮星的质量可以踮起脚尖,达到太阳质量的1.44倍。理论学家预测,在这个被称为钱德拉塞卡极限的临界点,内部的压力将导致电子和质子聚合成中子,而白矮星将静静地坍缩成中子星。
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