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在IIb型超新星中首次直接确认Wolf-Rayet星自毁

遥远星系中的一颗恒星爆炸成超新星:观测一颗名为UGC 9379的星系(左图;来自斯隆数字巡天的图像; SDSS)距离地球约3.6亿光年,该团队发现了一个新的光源。蓝光(右边,标有箭头;图像来自Palomar天文台的60英寸机器人望远镜)这个非常炎热的年轻超新星标志着一颗巨大恒星在那遥远的星系中的爆炸性死亡使用一种称为中间Palomar瞬态的创新天空测量工厂,科学家们第一次直接确认一只Wolf-Rayet星在一次被称为IIb型超新星的暴力爆炸中死亡。我们的太阳可能看起来相当令人印象深刻:它的质量是地球的330,000倍,它占太阳系总质量的9986% ;它产生大约400万亿兆瓦的功率;它的表面温度约为10,000摄氏度然而对于一颗恒星来说,它是一颗轻盈的真正的宇宙巨兽是沃尔夫 - 瑞叶星,它的质量是太阳的20倍,至少是热的五倍因为这些恒星由于一项名为中间Palomar瞬态工厂(iPTF)的创新天空调查,使用国家能源研究所的资源,科学家们对它们的形成,生存和死亡情况了解得相对稀少且经常模糊不清。但这种情况正在发生变化。位于美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的科学计算中心(NERSC)和能源科学网络(ESnet),揭露超新星等短暂的宇宙事件有史以来第一次,科学家们直接确认在一个名为IIb超新星的猛烈爆炸中,一只坐落在3.6亿光年之外的Wolf-Rayet星座死于使用iPTF管道的研究人员由Avishay Gal-Yam领导的以色列魏茨曼科学研究所在爆炸后数小时内捕获了超新星SN 2013cu然后在自毁后大约57小时15小时触发地基和太空望远镜观测事件这些观测结果提供了宝贵的意义。对祖先Wolf-Rayet生死的见解“新开发的观测能力现在使我们能够在我们开始对超新星进行实时研究之前以我们梦寐以求的方式研究爆炸恒星,”Gal-Yam说, Weizmann研究所粒子物理和天体物理系的天体物理学家他也是最近发表的一篇关于这一发现的自然论文的主要作者“这是吸烟枪我们可以直接指出观察并说这种类型的Wolf-Rayet星导致了这种IIb型超新星,“伯克利实验室计算宇宙学中心(C3)负责人Peter Nugent说道。 iPTF合作的伯克利队伍“当我在1987年确定了IIb型超新星的第一个例子时,我梦见有一天我们会有直接证据证明什么样的恒星爆炸它令人耳目一新我们现在可以说Wolf-Rayet恒星是负责,至少在某些情况下,“加州大学伯克利分校天文学教授Alex Filippenko表示,Filippenko和Nugent的同时也是自然论文的共同作者。闪光灯照亮的一些超大质量恒星在决赛中成为Wolf-Rayets生命的各个阶段科学家发现这些恒星很有意思,因为它们用重的化学元素丰富了星系,最终成为行星和生命的基石“我们正在逐渐确定哪种恒星爆炸,为什么,以及它们产生什么样的元素, “菲利彭科说”这些元素对于生命的存在至关重要在一个非常真实的意义上,我们正在弄清楚我们自己的恒星起源“所有的星星 - 没有what hydrogen The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The The甚至更重的元素,如碳,氧,氖,钠,镁等,直到它的核心变成铁在这一点上,原子(甚至亚原子粒子)紧密堆积,融合不再释放能量进入恒星现在是完全由电子简并压力支持 - 量子力学定律,禁止两个电子占据相同的量子态 当核心足够大时,即使是电子退化也不会支持恒星,它会使核子合并中的质子和电子坍塌,释放出巨大的能量和中微子。这反过来又会激发冲击波,冲击着星星喷出它当超新星进入宇宙时,它仍然猛烈地进入太空。在超新星之前发生了狼 - 瑞叶阶段随着核聚变的减缓,在恒星核心中锻造的重元素上升到表面,引发强风。这些风将大量物质流入太空并且模糊不清来自地球上狩猎望远镜的恒星“当一只Wolf-Rayet恒星飞向超新星时,爆炸通常会超越恒星风,所有关于祖先恒星的信息都消失了,”纽金特说道。“我们幸运地获得了SN 2013cu-我们之前捕获了超新星它超越了风在恒星爆炸后不久,它从冲击波中释放出紫外线,加热并点亮了风。我们观察到的情况这一刻与超新星之前的情况非常相似“在超新星碎片超越风之前,iPTF团队设法用夏威夷地面凯克望远镜捕获其化学光信号(或光谱),并看到了一个Wolf-Rayet明星当iPTF团队在15小时后用美国宇航局的Swift卫星进行后续观测时,这颗超新星仍然很热,并且在紫外线下强烈地发射。在接下来的几天里,iPTF的合作者在全球召集望远镜观看超新星坠入以前从恒星喷出的材料随着时间的推移,研究人员能够将SN 2013cu归类为IIb型超新星,因为超新星冷却后出现的光谱中的氢特征和强氦特征“通过一系列的观察,包括我在爆炸发生65天后用Keck-I望远镜拍摄的数据,我们可以看到超新星的扩张ding碎片很快超过了闪电离开的风,这显示了Wolf-Rayet的特征所以,足够早地捕捉超新星是很难的 - 你必须像我们的团队那样在球上,“Filippenko说”这个发现完全是令人震惊的是,它为我们开辟了一个全新的研究领域,“纽金特说道。”凭借我们最大的望远镜,您可能有机会在离我们银河系最近的星系中获得一个Wolf-Rayet星的光谱,可能是400万光年。离开SN 2013cu距离我们有3.6亿光年远 - 进一步差不多100倍因为研究人员早期捕获了超新星 - 当紫外线闪光照亮祖先的恒星风时 - 他们能够拍摄多个光谱“理想情况下,我们会喜欢一次又一次地做这个,并开发一些有趣的统计数据,不仅仅是对于使用Wolf-Rayet祖先的超新星,还有其他类型,“Nugent Pipeline升级引发了自2014年2月以来的意外发现,iPTF在加利福尼亚州南部Palomar天文台安装在48英寸Samuel Oschin望远镜上的机器人望远镜上,每天都在扫描天空。一旦观测,数据就会通过国家科学基金会的高点在奥克兰的NERSC超过400英里。性能无线研究和教育网络和能源部的ESnet在NERSC,实时瞬态检测管道筛选数据,识别要跟进的事件并向全球的iPTF科学家发送警报该调查建立在传统的基础上Palomar瞬态工厂(PTF),设计于2008年,通过在Palomar天文台使用相同的相机系统地绘制瞬态天空去年,加州理工学院和加州大学伯克利分校的Nugent及其同事对iPTF项目的瞬态检测管道进行了重大修改。 NERSC员工,纽金特升级了管道的计算和存储硬件iPTF团队也做了改进对检测管道核心的机器学习算法进行了研究,并整合了斯隆数字星际调查III星和星系目录,因此管道可以立即拒绝已知的变星。他们甚至在计算轨道的自动化工作流程中添加了小行星拒绝功能在夜间开始的每个已知小行星,确定小行星在单个图像中的位置,然后拒绝它们 “我们所有的修改都大大加快了我们的实时瞬态检测速度;我们现在在Palomar拍摄图像后不到40分钟就向世界各地的天文学家发送高质量的超新星警报,“Nugent说道。”在SN 2013cu的情况下,这一切都有所不同“出版物:Avishay Gal-Yam,et al,“来自恒星风的光谱观测的SN 2013cu的Wolf-Rayet-like祖先”,Nature 509,471-474(2014年5月22日); doi:101038 / nature13304资料来源:劳伦斯伯克利国家实验室图片:

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