八个多世纪前观测到的超新星如何改变我们的认识

超新星 SN 1181 于 843 年前,即公元 1181 年,在日本和中国用肉眼观测到。然而,它的残余物在很长一段时间内都无法被识别。2021 年,位于仙后座附近的星云 Pa 30 被确认为超新星 SN 1181。Pa 30 星云中心的白矮星,现在称为帕克星,是两颗白矮星合并后超新星事件的残余物。这种超新星事件非常罕见,被归类为 SN 型 Iax。最近的一项研究表明,这颗超新星的残余物正在再次发生聚变,这种聚变始于 1990 年左右。  

地球和太阳不会永远保持原样。地球将再维持适宜居住 4 亿年,直到太阳进入其末期(除非发生人为或自然灾害,如核战争、撞击 小行星、大规模火山爆发等)。  

太阳是我们所在的银河系中一颗普通、相对年轻的恒星。和所有恒星一样,太阳也有生命历程——它诞生于约4.6亿年前,也将在未来走向死亡。再过约4亿年,当引力坍缩开始时,太阳核心中用于核聚变发电的氢气将耗尽。核心坍缩导致的压力增加将引发核心中较重元素的核聚变。结果,太阳的温度将升高,太阳大气的外层将向太空深处膨胀,吞噬包括地球在内的附近行星。这个红巨星阶段将持续约XNUMX亿年。最终,太阳将坍缩成为一颗白矮星。  

与未来太阳的死亡方式不同,大质量恒星的末期是一个天文事件。当质量超过 8 个太阳质量的恒星耗尽核聚变燃料,无法产生足够的能量来抵消强大的向内引力时,它们的核心会在短时间内坍缩。内爆会产生巨大的冲击波和强大的发光瞬变事件,称为 超新星 以及致密残余的结果(如果原始恒星的质量在 8 到 20 个太阳质量之间,超新星残余将是一颗中子星。如果原始恒星的质量超过 20 个太阳质量,那么超新星残余将是 黑洞).  

超新星 当白矮星的温度升高到足以引发失控核聚变时,白矮星中核聚变的突然重新点燃也可能引发失控核聚变。这是由于与另一颗白矮星合并或由于双星伴星物质的积累而发生的。  

超新星 SN 1181  

在过去的两千年中,我们的银河系观测到了九次明亮的瞬变天文事件(超新星)。大约 843 年前的公元 1181 年,日本和中国观测到并记录了一次这样的强烈事件。从 185 年 6 月 1181 日到 6 年 1182 月 1181 日,这颗“客星”可见了 1181 天。它被命名为超新星 XNUMX(SNXNUMX),但直到最近才确认其残留物的身份。  

超新星残留 SNR 1181 的识别 

2013 年,业余天文学家达纳·帕奇克 (Dana Patchick) 在美国宇航局的数据档案中发现了一个圆形红外发射星云,并将其命名为星云 Pa 30。专业天文学家观察到了一片微弱的弥散发射斑块,但没有发现氢发射。 大质量矮星 几年后的 2019 年,红外壳层内发现了一颗 (WD) 恒星,它表现出独特的性质,被认为是碳氧白矮星 (CO WD) 和氧氖白矮星 (ONe WD) 合并形成的。两颗白矮星的合并引发了超新星事件。随后,在 2021 年,人们发现星云 Pa 30 呈现出硫发射线和 1100 公里/秒的膨胀速度。它的年龄估计约为 1000 年,位于公元 1181 年看到“客星”的位置附近。这些发现使人们确定了位于仙后座附近的 Pa 30 星云与八个多世纪前看到的超新星。 Pa 30 星云中心的白矮星,现在称为帕克星,是超新星事件 SN1181 的残留物,该事件被归类为 SN 类型 Iax。2023 年发表的一项后续研究的证据支持了上述发现。   

高速恒星风于 1990 年以后开始吹拂 

SNR 1181 的残骸是由两颗白矮星合并而形成的。通常,当两颗白矮星合并时,它们会爆炸并消失。然而,这次合并产生了一种罕见的超新星,称为 Iax 型,并留下了一颗快速旋转的白矮星。旋转的白矮星在形成后立即释放出快速流动的粒子流(称为恒星风)。在这种情况下,P 30 星云的中心恒星显示出许多细丝在中心恒星附近汇聚,这是由于快速的恒星风吹过超新星喷发物的外壳。天文学家在 SNR 1181 中观察到一个外冲击区和一个内冲击区。  

在最近的一项研究中,研究人员分析了最新的 X 射线数据,并建立了一个模型,该模型表明,如果恒星风在残余物形成后不久就开始吹拂,则内冲击区的实际观测大小与预期大小不相称。根据他们的计算机模型,内冲击区的实际观测大小表明高速恒星风在 1990 年之后才开始吹拂。这非常令人震惊。这可能是因为一些超新星喷出物后来落回白矮星表面,导致温度和压力超过阈值,从而允许热核反应开始并重新开始燃烧。研究人员目前正在努力验证该模型。  

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参考文献:  

  1. 里特·A., 2021. 公元 1181 年历史超新星的遗迹与起源。天体物理学杂志快报。918 (2): L33。 的arXiv:2105.12384. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2253  
  1. Schaefer BE,2023 年。从中国和日本观测到的 1181 年超新星,到 Iax 型超新星,再到 CO 和 ONe 白矮星合并的路径。皇家天文学会月刊,第 523 卷,第 3 期,2023 年 3885 月,第 3904–XNUMX 页。DOI:  https://doi.org/10.1093/mnras/stad717 . 预印本 的arXiv:2301.04807 
  1. 高敏小, 2024. “IRAS 00500+6713 的动力学模型:Iax 型超新星 SN 1181 的残余,其中包含双重简并合并产物 WD J005311”,《天体物理学杂志》:5 年 2024 月 XNUMX 日,DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4d99 
  1. 东京大学。新闻稿——历史超新星带来新风。发布于 5 年 2024 月 XNUMX 日。可访问 https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00361.html 

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