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據(jù)美國(guó)物理學(xué)組織網(wǎng)9月8日?qǐng)?bào)道,在好萊塢大片《生死時(shí)速》中,犯罪分子在一輛巴士上安裝了一枚特殊炸彈,如果車速減至50英里/小時(shí)就會(huì)自動(dòng)爆炸。目前科學(xué)家最新一項(xiàng)研究顯示,宇宙中一些高速旋轉(zhuǎn)的衰老恒星,當(dāng)它們減速時(shí)就會(huì)演變成超新星爆炸。目前可能銀河系內(nèi)潛藏著數(shù)千顆這樣的“定時(shí)炸彈”。
![]() 哈佛-史密森尼天體物理學(xué)中心天體物理學(xué)家羅贊-迪斯特凡諾(RosanneDiStefano)說:“雖然迄今我們并未在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)任何一顆‘定時(shí)炸彈’,但是這項(xiàng)研究表明之前我們的探索方法是錯(cuò)誤的,目前通過該研究提供了搜尋超新星前體的新方法。” 迪斯特凡諾和同事稱,這種特殊的恒星爆炸叫做Ia型超新星,該現(xiàn)象通常出現(xiàn)于衰老、結(jié)構(gòu)緊密的白矮星。 白矮星是停止核聚變的恒星殘骸,其質(zhì)量可達(dá)到太陽的1.4倍,這一數(shù)值也被稱為“錢德拉塞卡極限”。一些較強(qiáng)引力作用崩潰白矮星支撐作用力,壓縮白矮星并點(diǎn)燃核聚變,從而導(dǎo)致這顆恒星爆炸分解。
白矮星超越“錢德拉塞卡極限”質(zhì)量出現(xiàn)Ia型超新星爆炸的途徑有兩種:從施主性恒星(donorstar)獲得吸積氣體,或者兩顆白矮星發(fā)生碰撞。此前多數(shù)天文學(xué)家更傾向于第一種方式,如果第一種方式是正確的,那么我們應(yīng)當(dāng)看到一些跡象,但在多數(shù)Ia型超新星爆炸中卻并未發(fā)現(xiàn)。例如:我們應(yīng)當(dāng)探測(cè)到恒星爆炸附近存在少量氫氣和氦氣,但是我們卻并未探測(cè)到。 在白矮星演變超新星爆炸過程中,并未發(fā)現(xiàn)從施主性恒星獲得的吸積氣體,或者超新星爆炸過程出現(xiàn)這顆伴星分離現(xiàn)象。同時(shí),天文學(xué)家在超新星衰減從視線中消失的過程中也并未發(fā)現(xiàn)施主性恒星。 迪斯特凡諾和她的同事認(rèn)為白矮星旋轉(zhuǎn)可以解釋這一謎團(tuán)。自旋加快和自旋減慢過程可在吸積和爆炸時(shí)間之中產(chǎn)生一個(gè)較長(zhǎng)的延遲,當(dāng)一顆白矮星獲得質(zhì)量,它將獲得角動(dòng)量(angularmomentum),從而加速其旋轉(zhuǎn)。如果這顆白矮星旋轉(zhuǎn)過快,當(dāng)它超越1.4倍太陽質(zhì)量的界線,將變成一顆超級(jí)錢德拉塞卡極限質(zhì)量恒星。 一旦吸積作用停止,白矮星將逐漸減速,最終自旋不足以抵抗自身重力,演變成為Ia型超新星。迪斯特凡諾解釋稱,我們的研究提出了一個(gè)全新解釋,顯示白矮星自旋加快和自旋減慢對(duì)于超新星演變具有重要作用。因此天文學(xué)家必須認(rèn)真考慮到角動(dòng)量對(duì)于白矮星吸積演變過程的影響,盡管這是一項(xiàng)非常難懂的科學(xué)。 自旋減慢過程在白矮星吸積結(jié)束和演變超新星爆炸之間產(chǎn)生10億年延遲時(shí)間,這將使伴星逐漸老化并進(jìn)化成為第二顆白矮星,同時(shí)任何環(huán)繞周圍的物質(zhì)將消散。 在銀河系,科學(xué)家評(píng)估每隔千年將出現(xiàn)3顆Ia型超新星,如果一顆典型的超級(jí)錢德拉塞卡極限質(zhì)量恒星需要數(shù)百萬年時(shí)間自旋減慢并爆炸,那么在距離地球數(shù)千光年的太空中將存在著數(shù)十個(gè)超新星前體系統(tǒng)。 這些超新星前體很難被探測(cè)到,然而未來全景式巡天望遠(yuǎn)鏡和快速反應(yīng)系統(tǒng)(Pan-STARRS)大型巡天望遠(yuǎn)鏡(LargeSynopticSurveyTelescope)進(jìn)行的太空廣域勘測(cè)將有望發(fā)現(xiàn)這些超新星前體。 荷蘭拉德伯德大學(xué)雷斯穆斯-沃斯(RasmusVoss)是該項(xiàng)研究合著作者,他說:“我們目前在銀河系內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)任何超級(jí)錢德拉塞卡極限質(zhì)量恒星,但是我們將進(jìn)一步展開探索努力搜尋它們!”
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