星在壮观的超新星中死亡–这里是块状和块状的碎片[视频]

1572年，丹麦天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）注意到了仙后座星座中一个新的明亮物体。第谷给哥白尼开始的智力之火增添了力量，他证明了这颗“新星”远远超出了月球，而且太阳和行星以外的宇宙都有可能发生变化。

现在，天文学家知道第谷的新星根本不是新星。相反，它预示着超新星中一颗恒星的死亡，这种爆炸是如此之明亮，以至于可以使整个银河系的光不至于耀眼。这种特殊的超新星是Ia型，当白矮星从附近的伴星中吸取或融合物质直至触发剧烈爆炸时，就会发生这种情况。白矮星被消灭了，碎片飞散到了太空中。

与许多超新星遗迹一样，今天已知的第谷超新星遗迹（简称“ Tycho”）在X射线光下明亮地发光，这是因为恒星爆炸热产生的冲击波（类似于超音速飞机的音爆）。恒星碎片高达数百万度。在运行的二十年中，美国国家航空航天局（NASA）的钱德拉（Chandra）X射线天文台捕获了许多超新星遗迹的无与伦比的X射线图像。

钱德拉（Chandra）揭示了第谷（Tycho）明亮的团块和暗淡区域的迷人图案。是什么造成了这场爆炸的结结丛？爆炸本身是否导致了这种结块，或者事后发生了什么？

来自钱德拉（Chandra）的第谷（Tycho）的最新图片提供了线索。为了强调图像中的团块和第谷的三维性质，科学家选择了两种窄范围的X射线能量，以隔离远离地球并向我们移动的材料（硅，红色），以及向我们移动的材料（也包括硅，蓝色） ）。图像中的其他颜色（黄色，绿色，蓝绿色，橙色和紫色）​​显示了各种不同的能量和元素，并且混合了运动方向。在这张新的合成图像中，钱德拉的X射线数据已与​​“数字化天空调查”中同一视野中的恒星的光学图像结合在一起。

通过将Tycho的Chandra图像与两种不同的计算机模拟进行比较，研究人员能够对照实际数据测试他们的想法。一种模拟是从爆炸产生的块状残渣开始的。另一个从爆炸中的光滑碎片开始，然后随着超新星残留物的演化和微小的不规则性被放大而出现了结块。

然后使用对图像中的团块和孔的数量和大小敏感的技术进行统计分析。通过比较钱德拉和模拟图像的结果，科学家们发现第谷超新星残骸与爆炸本身很像团的情况很相似。尽管科学家们不确定如何做，但一种可能性是恒星的爆炸具有多个点火点，例如在不同位置同时引爆炸药棒。

第谷的超新星遗迹的3D打印模型。

了解这些恒星如何爆炸的细节很重要，因为这可能会提高Ia型超新星作为“标准蜡烛”（即具有已知固有亮度的物体）的使用的可靠性，科学家可以用来确定其距离。这对于研究宇宙的膨胀非常重要。这些超新星还向我们的下一代恒星和行星中散布了铁和硅等元素，这些元素对我们来说是生命必不可少的。

描述这些结果的论文发表在2019年7月10日的《天体物理学杂志》上。作者是佐藤俊树（日本琦玉的理研，以及马里兰州绿带的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心），约翰（杰克）休斯（新泽西州皮斯卡塔韦的罗格斯大学），布莱恩·威廉姆斯（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心），森井喜夫夫（Mikio Morii）（日本东京统计数学研究所）。

由日本崎玉县理研大学的吉勒斯·费朗（Gilles Ferrand）领导的另一组天文学家，建立了他们自己的Ia型超新星残余物的三维计算机模型，该模型随着时间的变化而变化。他们的工作表明，在模拟的超新星爆炸中需要初始不对称性，以便随后出现的超新星残骸模型与蒂乔的钱德拉图像相似，且年龄相似。这个结论与佐藤及其团队得出的结论相似。

描述Ferrand和合著者结果的论文发表在2019年6月1日的《天体物理学杂志》上。

美国国家航空航天局（NASA）的马歇尔太空飞行中心（Marshall Space Flight Center）管理钱德拉（Chandra）计划。史密森尼天文观测台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥市的科学和飞行业务。

参考：

“属统计适用于SN 1572的X射线残余：“ Ia型超新星的笨拙的射出结构的线索”，佐藤俊树，约翰·休斯，布莱恩·威廉姆斯和森喜树，2019年7月8日，天体物理学杂志。DOI：
10.3847 / 1538-4357 / ab24dbarXiv：
1904.08062

吉尔斯·费朗，唐纳德·C·沃伦，小尾正美，长野茂茂重生，弗里德里希·K·罗普克和伊沃·塞坦扎赫尔的《从超新星到超新星残留物：热核爆炸的三维烙印》，天体物理学，2019 Journal.DOI：
10.3847 / 1538-4357 / ab1a3darXiv：
1904.08062