空中课堂 | 宇宙中的“二踢脚”
发布时间:2025年08月25日
最近,天文学家利用欧洲南方天文台 VLT/MUSE 对大麦哲伦星系中的超新星遗迹 SNR 0509-67.5 进行了高分辨率积分视场光谱观测。结果显示,这个遗迹中存在两层空间分离的钙元素壳:外壳可能源自外层氦的引爆,内壳可能来自碳氧核心的引爆。这种“双层钙壳”的分布与理论上亚钱德拉塞卡质量白矮星“双爆轰”模型的模拟结果高度一致,为该模型提供了有力证据。这是首次在超新星遗迹阶段获得与该机制相符的空间化学分布图像。
恒星的最终命运由质量决定:初始质量不足约 8 倍太阳的恒星在演化过程中无法达到碳氧核的点火条件,核心在抛掉外层包层后会冷却收缩成一颗碳氧白矮星。它的体积与地球相当,但密度极高,由电子简并压力支撑。普通的 Ia 型超新星就像“麻雷子”——核心碳氧一次性热核爆炸,产生单一主峰的光变曲线。而“双爆”型 Ia 则像“二踢脚”——外层氦壳首先被点燃,产生一次短暂而相对偏蓝的闪光(在紫外和蓝光波段最明显),冲击波随后传入碳氧核心,引发主爆。
天文学家对这种两段式爆炸格外感兴趣,因为氦壳爆炸会在主峰出现前一两天产生额外的亮度信号。是否“先在紫外看到”取决于观测条件和仪器特性,但理论上紫外信号在这一阶段通常更为强烈。要捕捉这一瞬间,需要地面巡天望远镜的快速发现,并结合像 Swift 这样的空间望远镜在紫外的及时跟进,将早期光变信息与晚期遗迹的化学特征结合起来,才能更可靠地确认“双爆”的存在。从 SNR 0509-67.5 的“双层钙壳”,到光变曲线中的第一缕闪光,科学家们正从不同角度拼凑出恒星生命最后一刻的真相。北京天文馆 R2Pub 巡天望远镜的设计目标之一,就是在两个可见光波段快速监测某片星空,从而发现可能即将上演的“二踢脚”。
小问题:如果下一颗“双爆”超新星真的在你监测的天空区域爆发,你觉得会先在哪个波段注意到它呢?
答案为:紫外波段
文:宋烜
校对:向丹凤