發現恆星小偷是一顆超新星的倖存伴侶

17年前天文學家們目睹了一顆超新星在距銀河系4000萬光年遠的星系ngc7424中被發現。現在在爆炸的餘輝中，美國國家航空航天局的哈勃望遠鏡捕捉到了一顆超新星倖存伴侶的第一張照片。這張照片是一些超新星起源於雙星系統的最有力證據。澳大利亞悉尼天文台的斯圖亞特·賴德說：我們知道，大多數大質量恆星都是雙星，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。超新星前身恆星伴星並不是爆炸的無辜旁觀者。它從恆星的核心區域，從恆星核心傳輸能量到大氣層，幾乎把所有的氫都吸走了。

十七年前天文學家觀測到超新星2001ig在星系ngc7424的星系ngc7424中，距離地球4000萬光年。不久之後，科學家們在2002年用歐洲南方天文台的超大望遠鏡(VLT)拍攝了這顆超新星。圖片：NASA, ESA, S. Ryder (Australian Astronomical Observatory), and O. Fox (STScI)

在主恆星變成超新星之前的幾百萬年中，伴星的thievery造成了主恆星的不穩定，導致它在災難發生之前偶然地吹掉了一個繭和氫氣外殼。這顆名為SN 2001ig的超新星被歸類為一種IIb型超新星。這種類型的超新星是不尋常的，因為大多數，但不是所有的，氫在爆炸之前已經消失了。這種類型的爆炸恆星是1987年由加州大學伯克利分校的團隊成員Alex Filippenko首次發現。最初被認為來自於單個恆星，它們的風非常快，把外部殼都吹掉了。問題在於，當天文學家們開始尋找超新星產生的主要恆星時無法找到許多被剝離的超新星。

巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的團隊成員Ori Fox解釋說：這是特別奇怪的，因為天文學家預期它們將是最大規模和最明亮的原始恆星。同樣的超級超新星數量比預計的要多。這一事實使科學家們推論出許多主要恆星是在低質量的雙星系統中，他們開始證明這一點。在超新星爆炸後尋找一個雙星伴侶不是一件容易的事。首先，哈勃望遠鏡必須距離地球相對近，才能看到這樣一顆暗淡的恆星。SN 2001ig和它的同伴在這個極限，在這個距離範圍內，沒有多少超新星爆炸。更重要的是，天文學家必須通過精確測量來了解精確的位置。

2002年在SN 2001ig爆炸後不久，科學家們用歐洲南方天文台的超大望遠鏡(VLT)精確定位了這顆超新星的精確位置。2004年在智利Cerro Pachon的雙子南天文台跟進，這個觀察首先暗示了存在一個倖存的雙星同伴。知道精確的坐標，Ryder和他的團隊在12年後，隨著超新星的光環消失，他們能夠將哈勃聚焦在那個位置上。藉助哈勃的精細解析度和紫外線能力能夠找到並拍攝倖存的恆星——只有哈勃能做的事情。在超新星爆發之前，這兩顆恆星圍繞彼此的軌道運行了大約一年。

當主恆星爆炸時，它對倖存同伴的影響遠比人們想像要小。想像一下一個鱷梨皮，它代表恆星的氣體包膜，它代表著恆星的稠密核心。當激波經過時，明膠可能會暫時拉伸和擺動，但鱷梨坑仍然完好無損。2014年福克斯和他的團隊用哈勃望遠鏡發現了另一種IIb超新星的伴星SN 1993J。然而捕捉到了一個光譜，而不是圖像，SN 2001ig是第一次有倖存的同伴被拍到。Filippenko說：我們終於抓住了那個賊，證實了我們的懷疑。也許有一半的「超新星」都有同伴，而另一半則通過恆星風失去了它們的外部包裹。Ryder和他的團隊有一個最終的目標，那就是精確地確定有多少「超新星」和「脫光」的恆星有同伴。

他們的下一個嘗試是看完全被剝離的超新星，而不是SN 2001ig和SN 1993J，它們只有大約90%被剝離。這些完全被剝離的超級新星在周圍的恆星環境中與氣體的相互作用並不大，因為它們的外膜在爆炸前很久就消失了。如果沒有衝擊作用，它們就會褪色得更快。這意味著團隊只需要等待兩到三年就能找到倖存的同伴。在未來，他們還希望利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡繼續搜索，該團隊當前工作的論文發表在《天體物理學雜誌》上。

博科園-科學科普｜參考期刊：天體物理期刊｜來自：美國航天局戈達德太空飛行中心

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