這是一幅藝術家的作品，描繪了一顆紅色超巨星轉變為II型超新星的過程，星體在坍縮和爆炸之前釋放出輻射和氣體。(圖片來源:W.M.Keck天文臺/Adam Makarenko)
天文學家們有史以來第一次觀測到一顆巨大的恆星在熾熱的超新星中爆炸，這一奇觀甚至比研究人員預期的還要震撼。
1月6日發表在《天體物理學雜誌》上的一項新研究中，科學家們從這顆恆星劇烈坍縮前100天前開始觀測它。這是一顆距離地球1.2億光年的名為SN2020tlf的紅超巨星，在坍縮之前爆發出明亮的閃光，巨大的氣體團從恆星表面爆發出來。
研究人員表示，超新星的爆炸規模令人驚訝。因為此前的觀測中，還從未有紅超巨星發出如此猛烈的噴射。這項研究的主要作者、加州大學伯克利分校的研究員Wynn Jacobson-Galán說：“這讓我們在大質量恆星死亡前的活動方面有所突破。這是我們第一次看到紅超巨星爆炸！”
當恆星爆炸時
紅超巨星是宇宙中體積最大的恆星，它的半徑是太陽的幾百倍，有時候甚至超過太陽的幾千倍。儘管它們體積龐大，但既不是體積最大的、也不是最亮的恆星。
像太陽一樣，這些質量巨大的恆星透過核聚變產生能量。但是因為它們太大了，紅超巨星可以產生比太陽燃燒的氫和氦更重的元素。當超巨星燃燒更多質量更大的元素時，它們的核變得更熱，核內的壓力也更大。最終，當開始熔化鐵和鎳時，這些恆星就耗盡了能量，此時它們的核會開始坍縮，並且會在一次劇烈的Ⅱ型超新星爆發中將外層的大氣層噴射到太空中。
超新星爆炸產生大量氣體和灰塵 圖片來源：原文影片
恆星什麼時候爆炸？
科學家們在紅超巨星變成超新星前就觀察到了它們，他們也研究了這些宇宙爆炸的後果。然而直到現在，他們才真正看到全部過程。
這項新研究的作者從2020年夏天開始觀測SN 2020tlf，當時這顆恆星閃爍著明亮的輻射光，研究者分析認為其成因是恆星表面的氣體爆炸。研究人員使用夏威夷大學研究所（University of Hawaii Institute）的兩臺望遠鏡（Pan-STARRS1天文望遠鏡和位於莫納克亞山上的W.M.Keck天文臺）對這顆古怪的恆星進行了130天的觀測。恆星的爆炸正是在觀測週期快結束時發生的。
研究人員發現，恆星爆炸時圍繞著稠密氣體雲，這很可能是這顆恆星在前幾個月噴射出的氣體。這表明，劇烈爆炸在2020秋季恆星核坍縮之前就已經發生了。
該研究的合著者、加州大學伯克利分校的天體物理學家Raffaella Margutti在宣告中說:“截至目前，我們還從未觀測到一顆垂死的紅超巨星出現這樣劇烈的噴射、坍縮和爆炸活動。”
研究小組總結道，這些觀測結果表明紅超巨星的內部結構發生了重大變化，導致坍縮前的最後幾個月裡發生了混亂的氣體爆炸。
撰文：Brandon Specktor
翻譯：武雨佳
審校：韓佳桐
引進來源：livescience
本文來自：中國數字科技館
