通常人們會預期一顆恆星會以超新星的形式結束,這讓天文學家感到驚訝,因為它的消失不是一聲巨響,而是嘶嘶作響,讓他們懷疑自己剛剛目睹了一顆相當安靜的誕生。。
儘管研究人員早已了解如何可能是由大質量恆星坍縮形成的,但人們對這個過程知之甚少,甚至對如何識別那些可能在時空中以黑暗、超稠密點結束生命的恆星知之甚少。
這紅超巨星距地球 2,200 萬光年,稱為N6946-BH1在 2009 年的一項失敗超新星調查中引起了人們的關注大型雙筒望遠鏡在亞利桑那州。
這顆恆星在幾個月的時間裡變亮了,然後六年後明顯地從視野中消失,遠遠沒有達到預期的燈光秀,稱為“超新星。
有兩種類型的超新星:
- 第一類事件發生時,一顆恆星的引力將鄰近恆星的物質拉入其中,直到恆星迅速崩塌。
- II 型描述了一顆質量約為太陽 8 至 15 倍的恆星的死亡,一旦耗盡燃料,並且無法產生足夠的熱量來克服自身的引力擠壓,該恆星就會崩潰。
在這兩種情況下,當塌縮的氣體從緻密的核心推回時,物質被擠壓在一起的嘎吱聲足以產生壯觀的輻射爆炸。
但似乎並非所有明星的死亡都符合我們的預期。 考慮到那裡有那麼多大恆星,我們似乎缺少超新星。
N6946-BH1 的質量是太陽的 25 倍,遠高於被認為足以發生 II 型超新星爆發的極限,天文學家預計在該區域內,其殘骸會形成黑洞。
因此,來自俄亥俄州立大學的一組美國研究人員使用哈伯太空望遠鏡仔細觀察了這顆超巨星的遺骸,並將調查結果與世界各地的其他觀測結果進行了比較。
果然,這顆恆星在 2009 年 3 月至 5 月期間變亮,然後從光學視野中消失,繼續在緩慢變暗的紅外光中閃耀。
在得出結論之前,研究小組排除了灰塵是否可能隱藏了潛在的超新星。
俄亥俄州立大學的首席研究員克里斯托弗·科查內克(Christopher Kochanek)表示:「重點是,沒有任何使用塵埃來隱藏恆星的模型真正有效,因此無論現在存在什麼,它的發光度都必須比先前存在的恆星要低得多。去年說。
所以看來這顆恆星確實熄滅了,並且沒有發生超新星。 剩下的問題是它發生了什麼事? 它還能產生黑洞嗎?
「在失敗的超新星模型的背景下,殘留的光與吸積到新形成的黑洞的物質發射的後期衰減一致,」情人說。
簡單來說,儘管超新星失敗,黑洞仍要形成,需要進行另一個過程。
將紅超巨星想像為氫膨脹到的大小的軌道,其密集的元素核心與地球大小相當,幾乎無法支撐住這種炎熱的大氣層。
在這種情況下,當核心塌陷時,它會以微小顆粒的形式損失一部分質量,這些顆粒稱為,並產生衝擊波,將氫雲推開。
與超新星相比,留下的東西相當低調。 周圍的雲膨脹並冷卻,因此從氫中脫離的電子重新加入原子,並緩慢釋放能量以促進黑洞的形成。
N6946-BH1 似乎就是這樣。
“典型的觀點是恆星只有在變成超新星後才能形成黑洞,”科恰內克最近解釋道。
“如果一顆恆星沒有達到超新星的標準,但仍然形成一個黑洞,這將有助於解釋為什麼我們看不到來自最大質量恆星的超新星。”
目前尚不清楚有多少大質量恆星是眨眼而不是突然出現,但俄亥俄州立大學的學生斯科特·亞當斯(Scott Adams)在這項研究中獲得了博士學位,他表示這一數字可能高達近三分之一。
「N6946-BH1 是我們在調查的前七年中發現的唯一可能失敗的超新星。在此期間,我們一直在監測的星系內發生了六顆正常超新星,這表明10% 到30% 的大質量恆星死亡作為失敗的超新星,”亞當斯說。
超新星的失敗對天文學家來說卻是勝利。 隨著新技術的出現,使我們能夠以以下形式研究大規模的宇宙現象:探測器,每一項新發現都將幫助我們更接近宇宙中一些最黑暗的洞的底部。
有關這顆消失的星星的更多詳細信息,請查看下面的剪輯。
這項研究發表於英國皇家天文學會每月通知。