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黑洞触发了一个早产的超新星

发布今天

一个全新的一种超新星先观察已被理论家预测,但从未证实之前

2017年,无线电波的一个特别明亮的和不寻常的根源在于甚大阵(VLA)巡天,它可以扫描夜空中的无线电波长的一个项目获取的数据被发现。现在,加州理工学院研究生狄龙东(MS '18)的带领下,一组天文学家已经确定,明亮的无线电耀斑是由黑洞或中子星碰撞到它的伴星在一个从未见过的过程引起的。

“当大质量恒星耗尽核燃料时,它们通常会以超新星的形式爆炸,”他说格雷格Hallinan他是加州理工学院的天文学教授。“但在这种情况下,一个入侵的黑洞或中子星提前触发了它的伴星爆炸。”这是首次证实由合并引发的超新星。

超新星的残骸。图片来源:NASA, ESA和J. Olmsted (STScI)通过维基媒体,CC-BY-4.0

一篇关于这些发现的论文发表在该杂志上科学

夜空中明亮的闪光

Hallinan和他的团队寻找所谓的无线电瞬变,即短命的无线电波源,这些无线电波像在黑暗的房间里点燃的火柴一样明亮、迅速地燃烧。无线电瞬变是识别不寻常天文事件的极好方法,例如大质量恒星爆炸并喷出高能喷流或中子星合并。

董通过VLA的大规模数据集的筛选,他挑出来的无线电波从所谓的VT 1210 + 4956的VLA调查极其发光源。这个源并列曾经与超新星相关的各路无线电瞬变。

董确定,明亮的射电能量最初是一颗被厚厚的致密气体外壳包围的恒星。这个气体外壳是在今天几百年前从恒星上脱落的。VT 1210+4956,无线电瞬变,发生在恒星最终在超新星中爆炸时,爆炸喷出的物质与气体外壳相互作用。然而,气体外壳本身,以及它从恒星上脱落的时间尺度,是不寻常的,所以董怀疑这次爆炸的故事可能有更多的内容。

两件不寻常的事

在董的发现之后,加州理工学院研究生Anna Ho(20岁博士)建议将这一射电瞬变与X射线光谱中不同的短暂明亮事件目录进行比较。其中一些X射线事件是如此短暂,以至于它们只在地球时间的几秒钟内出现在天空中。通过检查另一个目录,董发现了一个X射线源,它与VT 1210+4956来自同一个天空点。通过仔细分析,董确定X射线和无线电波可能来自同一事件。

“X射线瞬变是一个不寻常的事件,它表明在爆炸时发射了相对论喷流,”董说发光的射电辉光表明,爆炸产生的物质后来撞击到一个由稠密气体组成的巨大圆环中,该气体几个世纪前就从恒星中喷射出来了。这两个事件从来没有关联过,它们本身就非常罕见。”

解决一个谜

那么,发生了什么?经过仔细的建模,研究小组确定了最有可能的解释,这一事件涉及到一些已知能产生引力波的宇宙参与者。

他们推测,先前爆炸的恒星遗留下来的致密物质——也就是黑洞或中子星——一直围绕着一颗恒星近距离运行。随着时间的推移,黑洞开始吸走伴星的大气并将其喷射到太空中,形成了气体环面。这一过程将两个物体拉得越来越近,直到黑洞坠入恒星,导致恒星坍塌并爆炸成为超新星。

X射线是由在其崩溃的时刻从星形的核心启动一个喷射产生的。无线电波,相比之下,被年后产生的爆炸的恒星达到已被喷出由inspiraling致密天体气体的圆环。

天文学家知道一颗大质量恒星和同伴紧凑的对象可以形成所谓的稳定轨道,在这两个机构逐渐螺旋越走越近了极长的一段时间。这个过程形成了一个二元系统,该系统是稳定的数以百万计十亿年,但最终将碰撞,发出的那种被LIGO发现引力波的2015年和2017年

然而,在VT 1210+4956的情况下,两个物体反而立即发生了灾难性的碰撞,产生了观测到的X射线和无线电波爆炸。虽然理论上已经预测了这样的碰撞,但VT1210+4956提供了它发生的第一个具体证据。

偶然的测量

该VLA巡天产生大约从夜空中的无线电信号大量的数据,但通过数据筛选,发现一个明亮而有趣的事件,如VT 1210 + 4956就像是在大海捞针。发现这种特殊的针,董说,当时,在某种程度上,偶然发现。

“我们有什么,我betway必威可靠吗们可能会在VLA调查中发现的想法,但我们是开放的找到东西我们没有想到的可能性,”董说。“我们创造了条件通过进行大型数据集的松散的约束,豁达的搜索,然后考虑到所有我们可以组装有关,我们找到的对象的上下文线索的发现一些有趣的事情。在这个过程中你发现自己在不同的解释不同的方向拉,而只需让大自然告诉你什么时候会再有。”

撰稿洛瑞Dajose

资料来源:加州理工学院

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