天文學家觀測到一種全新超新星,不同於多數超新星終生只爆炸 1 次且光芒逐漸消失,這顆超新星爆發過 2 次,且光芒至今還未完全黯淡,研究人員分析認為這顆超新星生前質量恐達太陽 130260 倍。

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超新星是恆星演化至末期時經歷的一種劇烈爆炸現象,光芒極其明亮,甚至能比整個星系還刺眼,並且可持續數周~數個月才逐漸衰減。這段期間,一顆超新星釋放的輻射能量可與太陽一生輻射能量的總和相當。

20161114日時,歐洲太空總署的蓋亞衛星(Gaia)發現一顆有趣的超新星 SN2016iet,來自哈佛大學的天文學家們接著使用多架望遠鏡進行後續觀察,包括智利拉斯坎帕納斯天文台(Las Campanas Observatory)的麥哲倫望遠鏡(Magellan telescope)、斯圖爾德天文台(Steward Observatory)的多鏡面望遠鏡(Multiple Mirror TelescopeMMT)。

整整 3 年的觀測結果表明,超新星 SN2016iet 與此前已知的數千顆超新星都不同,很可能是有史以來,觀測過在經歷超新星爆炸前質量最大的恆星,估計達太陽質量 130260 倍。

天文學家一般認為恆星質量上限約太陽質量的 150 倍,比如銀河系內最明亮恆星之一手槍星(Pistol Star),質量為太陽的 100140 倍;又或者迄今為止,天文學家找過質量最大的恆星為海山二(Eta Carinae),質量有可能達太陽質量 150200 倍。

SN2016iet 來自距離地球 10 億光年遠、一個未編進目錄的星系中,而且位於令人不可置信的地方——距離星系中心遠達 54,000 光年,釋放能量超乎想像之巨大、爆炸持續時間長、光譜化學特徵與先前所有已知超新星都不相符。

SN2016iet 超新星與宿主星系中心的距離。

說起 SN2016iet 和其他超新星相異之處,首先,多數超新星爆炸一輩子只發生一次,爆炸幾個月後就會從望遠鏡的視野中消失,然而 SN2016iet 100 天內爆炸2 次,且殘餘物還未完全消散。

其次,SN2016iet 的光譜特徵不包含氫或氦(一般超新星會按照有無氫線進行分類),分類上應該屬於 I 型超新星,然而 SN2016iet 又有明顯的鈣和氧譜線,分類上應該屬於 II 型超新星,相互矛盾,到目前為止,我們都沒有跟 SN2016iet 類似的超新星文獻。

第三,照理說大質量恆星應該要誕生於更密集、更接近星系中心的恆星群,然而 SN2016iet 遠離星系中心,這裡重元素含量異常低,要如何生出大質量恆星是個難題。

於是,天文學家認為 SN2016iet 是罕見的「不穩定對超新星(pair-instability supernova)」。

通常,大質量恆星經歷超新星爆炸後會變成中子星或黑洞,但理論其實還預測了一種質量高達太陽質量 130260 倍的超大恆星,它們演化到末期時開始形成粒子對,最終導致恆星塌縮崩潰引發熱失衡的熱核反應,這種燒法會把恆星燒得一乾二淨,既不會留下中子星殘骸,也不會形成黑洞——SN2016iet 生前就是這種最高等級的恆星,它在短短幾百萬年內便損失了大約 85% 質量。

如果這顆超新星確實是不穩定對超新星,科學家勢必興奮無比,通常這些爆炸更常出現在早期宇宙,協助塑造出如今星系的化學成分。科學家將使用哈伯太空望遠鏡繼續探索這個奇怪的物體到 2021 年,新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

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