在1500万光年外的恒星爆炸中发现烟花现象
X射线与光学波段下的M83星系。图像来源：NASACXCSAO；光学图像来源：NASACXCSAOA朱贝特、L弗拉塔雷及P埃德蒙兹
附近星系的七月四日庆祝活动提前开始了。天文学家利用美国国家航空航天局（NASA）的钱德拉X射线天文台观测梅西耶83星系（M83）时，发现了一次超新星爆炸出乎意料的余波。通常，恒星爆炸的余波是一团逐渐消散的炽热气体云。而这次，超新星碎片异常明亮——就像烟花一样。这项关于该超新星的研究最近发表在《天体物理学杂志》上。
M83距离地球约1500万光年，恒星形成速率很高。研究团队利用钱德拉望远镜对该星系长达14年的观测数据，捕捉到了一些此前被认定为超新星遗迹的光源在X射线亮度上的惊人变化。
最初，研究团队预计那些超过100年历史的超新星遗迹所产生的X射线耀斑亮度会保持不变。但他们迎来了一个惊喜。相反，在与超新星遗迹相关的22个X射线源中，大约一半在14年间出现了X射线亮度的变化。
我们知道单个X射线源可能会发生剧烈变化，该研究的合著者、美国天主教大学的天文学家安德里亚普雷斯特维奇在一份声明中表示。但发现如此多的超新星遗迹都有这种表现真的很令人惊讶。这些天体中正在发生一些不寻常的事情。确定原因仍然是一个挑战，因为M83的距离限制了我们能观察到的细节。
梅西耶83星系
在22个正在变化的超新星遗迹中，有一个的成因相对简单——SN1957D。这个超新星残骸很早以前就被首次观测到，目前正撞击爆炸地点周围的物质。这种碰撞产生了研究团队观测到的X射线耀斑。然而，这无法解释样本中其他遗迹出现的耀斑。
团队认为，一群在超新星爆炸中躲过其伴星毁灭的恒星可能是这些耀斑的成因。在这种情况下，每个可变X射线源最初都是一对相互绕转的大质量恒星。当较大的恒星坍缩并以超新星形式爆炸时，会留下一个黑洞或超高密度的中子星。至于伴星呢？它存活了下来。
这项研究的合著者、哈佛大学天体物理学家迈克尔麦科洛补充道：这个星系可能包含一组超新星遗迹，其中一颗大质量恒星在超新星爆发中幸存下来，并与黑洞或中子星形成了轨道锁定。然后，中子星或黑洞就可以开始从这颗大质量恒星的表面吸积物质。
他们还发现了另一种可能的解释。那黑洞或中子星并非从伴星吸积物质，而是可能正在收回原初爆炸向外抛射的部分物质。
这可能是宇宙循环利用的一个例子，即爆炸产生的碎片落回到超新星所形成的那个天体上，卫斯理大学的合著者兼天文学家罗伊基尔加德说。而且很有可能两种解释都在起作用——我们样本中的不同来源可能有不同的起源。
这些结果也并非M83星系所独有。瓦萨学院的基尔加德、佐伊霍伊兰德以及基尔加德对邻近的恒星形成星系M51开展的后续研究发现，超新星遗迹中也存在类似的可变X射线源群体。这类系统或许是正在经历剧烈恒星形成的星系的一个特征。
相关知识
恒星是宇宙中能自身发光发热的天体，主要由氢和氦组成。其核心通过氢核聚变反应释放巨大能量，维持发光发热状态。太阳是离地球最近的恒星，夜空中闪烁的星星多是遥远的恒星。它们是星系的基本组成单元，大小、亮度各异，在宇宙演化中扮演关键角色，支撑着行星系统的形成与存在。
BY: Laura Baisas
FY: AI
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