宇宙最大的谜团之一是所有金属的实际来源。
我们知道它是在宇宙之火中锻造而成的，但具体是哪种火，以及其比例，要确定有点困难。
一种不含氢和氦的罕见超新星是许多金属的已知来源，尽管产生这些火熔炉的恒星是单独的重量级恒星，还是与贪婪的伙伴一起的较小质量的恒星，目前还不清楚。
现在，由波兰亚当密茨凯维奇大学的马丁·索拉尔和米哈乌·米哈沃斯基领导的一个国际天文学家团队发现，Ic型超新星的前身并不都是质量巨大的独狼，而是通常质量较小的恒星，有一个双星伴星帮助塑造了超新星的形状。他们注定的爆炸的输出。
“我们对大质量恒星研究得越多，它们就显得越复杂，”米哈洛夫斯基告诉 ScienceAlert。
“我们知道它们的进化和命运取决于它们的质量，然后我们了解到细节取决于它们富含金属的程度。现在很明显，同伴也可以极大地影响它们的生活。”
Ic型超新星是由已达到寿命终点的大质量恒星的核心塌缩引起的。恒星核心中的所有氢都已融合成较重的元素，并且恒星已达到其核心元素如此重的程度，以至于它们需要比聚变过程释放的能量更多的能量来融合。
随着核炉不再释放足够的能量，向外的压力下降，使得恒星致密的核心屈服于重力。核心剧烈塌缩成超致密的或者当外层如此强烈地喷射到太空时，甚至更重的金属也会在喷射物中锻造出来。
Ic 型超新星的神秘之处在于，与其他超新星不同，在其膨胀的外壳中没有可检测到的氢或氦。尽管恒星核心已耗尽，但较轻的元素应该仍以足够的数量保留在大气中。
针对缺失元素之谜，人们提出了两种可能的解决方案。第一个涉及一颗质量约为太阳20至30倍的恒星，其质量如此之大，以至于会产生强烈的恒星风，能够吹走其中的氢和氦。
第二种选择是双星伴星——一颗较小的恒星，距离足够近，可以从质量约为太阳 8 至 15 倍的恒星中吸走氢和氦。
在这两种情况下，氢和氦在超新星爆炸前都被带走，导致它们在超新星喷射物中消失。
核心塌缩超新星有多种类型。通过查看档案数据并寻找从超新星位置消失的恒星，研究人员已经能够确认仅 23 个观测到的事件的前身。
这些前身都不是来自 Ic 型超新星，但 Michałowski 和他的团队认为它们的环境可能留下了一些线索。
“我受到了一个名为 PHANGS（邻近星系高角分辨率物理）的大型观测计划的启发。他们使用最大的望远镜阵列阿塔卡马大型毫米波阵列来观察形成恒星的单个气体云，”他解释道。
“我发现，如果我用对超新星爆炸云的新观察来补充这些数据，那么我们就可以破译爆炸恒星的本质。”
超新星所在地留下的分子气体可用于确定祖星的质量。氢分子越多，恒星的质量就越大。反过来，质量较大的恒星融合燃料的速度更快，因此比质量较小的恒星寿命更短。
研究人员观察了 Ic 型超新星留下的分子气体，并将其与 II 型超新星留下的分子气体进行了比较，后者的祖星质量在 8 到 15 个太阳质量之间。两个云中的氢是相同的——这意味着 Ic 型超新星毕竟来自质量较小的恒星。
“我实际上预计 Ic 型超新星的前身会成为非常巨大的恒星，”米哈洛夫斯基说。 “事实证明，大多数超新星的行为方式并非如此。”
氢和氦仍然必须去某个地方；最有可能的地方是双星伴星。米哈洛夫斯基解释说，这个伴星通常会在超新星爆发后幸存下来，但爆炸的力量会将伴星抛过太空，即使速度不同，它也会在太空中正常度过余生。
同时，这一解释有助于我们了解宇宙中许多元素的来源。我们知道，涉及双星伴星的超新星爆炸会产生碳含量的两倍– 生命的基石 – 所以现在我们可以调整 Ic 型超新星对碳含量的贡献。
研究人员还希望对更多超新星的遗骸进行天体取证，以帮助重建祖星的生活方式。
米哈洛夫斯基告诉《ScienceAlert》：“大量具有此类观测结果的超新星将进一步推动这一分析，因为这样我们就能够分别研究它们的其他一些有趣的特性。”
“例如，我们不知道宽发射线的存在是否告诉我们有关爆炸恒星的一些信息。或者宿主星系的某些特性是否影响恒星的诞生或它们如何爆炸。此外，我们想研究其他超新星类型这样。”
该研究发表于自然通讯。
