早期宇宙中的超新星只是发生了不同的事情。尤其是当爆炸的恒星是质量是太阳二十倍的恒星怪物时。
使用(),天文学家发现了迄今为止最遥远、也是最早的恒星杀手超新星之一。大约20亿年后,这场震撼了宇宙的爆炸,标志着这样一个怪物明星的死亡。
这颗超新星是 JWST 高级深河外巡天 (JADES) 计划的一部分发现的,可以帮助科学家为他们目前正在构建的恒星生命和死亡的宇宙图景添加更多细节。
这颗超新星被命名为 AT 2023adsv,大约 114 亿年前在一个巨大的早期星系中爆发。令人兴奋的是,这次恒星爆炸可能与本地宇宙最近发生的超新星有些不同。尤其是那高能爆炸,似乎太过猛烈了。
JADES 团队成员、太空望远镜科学研究所 (STScI) 研究员 David Coulter 在美国宇航局第 245 次会议上表示:“第一批恒星与今天的恒星有很大不同。它们质量大、温度高,而且发生了真正巨大的爆炸。”天文学会 (AAS) 于周一(1 月 13 日)在马里兰州国家港口举行。 “我们不知道 JWST 会发现多少[超新星],但我们可以开始推动这些第一批恒星的开始,并希望看到它们的爆炸。”
一个关于恒星生命、死亡和重生的故事
与现代宇宙相比,早期宇宙相对无聊,尤其是考虑到其化学成分。这是因为它主要是氢(最轻、最简单的元素),还有一些氦(第二轻的元素)。婴儿宇宙中只存在少量较重元素,天文学家将其称为“金属”,有些令人困惑。
第一代恒星,被称为第三族恒星(也许不是你想象的第一族恒星),是从这种成分轻的宇宙汤中的过密斑块中诞生的。这些恒星开始将氢和氦融合成更重的元素。
当质量最大的恒星(质量超过太阳的 8 倍)耗尽核聚变燃料时,它们的核心就会塌陷,产生或中子星,而它们富含金属的外层在超新星爆炸中被炸毁。
这个过程在第一个含有重元素的星系中播下了氢和氦云。这意味着,当这些富集云中的过度密集斑块塌陷并产生新恒星时,第二代恒星(星族 II)比第一代恒星的金属含量更高。
有关的:
这样的重复过程催生了第三代金属含量更加丰富的恒星。这是第三代恒星体,第一族恒星(同样,不是您期望的第三代恒星),我们的恒星,,属于。
然而,虽然这看起来像是宇宙历史重演的例子,但第一轮超新星却有些不同。
科学家认为,这些恒星缺乏金属的性质会导致它们的寿命较短。它还会让标志着这些生命终结的超新星爆炸比后来的后代恒星的死亡更加剧烈。
这些早期超新星应该非常明亮,因此可以被 JWST 看到。事实上,研究最早星系的诞生和演化的 JADES 合作迄今为止已经发现了超过80颗远古超新星。
“研究遥远的超新星爆炸是探索这些早期星系中的单个恒星的唯一方法,”团队成员、图森亚利桑那大学研究员克里斯塔·德库西在一份声明中说。 “探测到的数量之多,加上距这些超新星的距离之远,是我们调查中最令人兴奋的两个结果。”
一颗扭曲的早期超新星
AT 2023adsv 的化学成分意味着它是最早的超新星之一。
库尔特继续说道:“这颗超新星距离我们如此遥远,因此时间也如此遥远,以至于当光线第一次来到我们这里时,宇宙的年龄还不到 20 亿年。” “这意味着这束光在太阳形成之前就已经传播了 60 亿年。
“所以这颗超新星发生的环境似乎与我们今天居住的恒星生活的环境有很大不同。”
虽然 AT 2023adsv 确实类似于早期宇宙的贫金属环境,爆炸发射它的恒星就是在这个环境中诞生的,但有一两个扭曲。
库尔特在声明中说:“它似乎是在类似原始环境中观察到的当地超新星的近亲。” “然而,相似之处仅此而已——2023adsv 似乎曾经是一颗特别巨大的恒星,质量可能是太阳质量的 20 倍。”
如此巨大尺寸的恒星在本地和当代宇宙中很少见。 2023adsv 爆炸的能量约为附近大质量恒星引发的普通超新星的两倍。
“2023adsv 的高爆炸能量可能表明早期宇宙中超新星爆炸的特性可能有所不同,但我们需要更多的观测来证实这一想法,”团队成员、日本国家天文台理论家 Takashi Moriya 说。
詹姆斯韦伯太空望远镜将参与寻找 2026 年最早、最遥远的宇宙爆炸,届时即将发射其下一个主要太空望远镜南希·格雷斯·罗马太空望远镜。
目前的估计表明,罗曼的广阔视野将为 JWST 敏感的红外眼定位数千颗早期超新星,以供其磨练和研究。
该团队的研究成果在周一举行的 AAS 第 245 次会议上进行了展示,预印本论文可在存储库网站上获取arXiv.
最初发布于太空网。