被称为2014C的超新星发生在八年前 ， 但科学家们仍在观察并从其后果中学习。非常隐约可见的爆炸以红色圆圈显示。图片来源：斯隆数字巡天

芝加哥大学研究人员在内的研究分析了2014年超新星的后果。

一个国际天文学家小组发现了八年前发现的神秘恒星爆炸的新线索，但即使在科学家的观察下，它也在继续进化。

这些结果帮助天文学家更好地了解大质量恒星（比我们自己的太阳大得多的巨人）如何生存和死亡的过程。

该研究由德克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）领导的一个小组发表在《天体物理学杂志》上，其中包括芝加哥大学的科学家。

2014C的生平

2014年，天文学家在天空中发现了一个突然出现的亮点——这是一颗恒星在太空中爆炸的明确迹象。

当一颗爆炸的恒星首次被发现时，世界各地的天文学家都争先恐后地用望远镜跟踪它，因为它发出的光会随着时间的推移而迅速变化。通过观察它是如何演变的，使用望远镜可以看到可见光以及X射线，无线电波和红外光，科学家可以推断出该系统的物理特性。

这张示意图显示了爆炸恒星（左，黄色）发出的各种喷射和风（红色和紫色）。共同包络盘（蓝色）围绕着两颗恒星，其中一颗爆炸为超新星及其双星伙伴（未显示）。公共包膜盘周围的边界层是该团队检测到的氢的来源。图片来源：B. Thomas et al./UT Austin

通过多次这样做，天文学家已经确定了特征，并将这些爆炸的恒星分组为类别。2014C，正如这个特殊事件的名字一样，看起来像所谓的Ib型超新星。它们是宇宙中已知最大的恒星死亡时发生的事情。

事实上，科学家们认为2014C最初可能不是一颗，而是两颗恒星相互绕行，一颗比另一颗大。质量更大的恒星演化得更快，膨胀得更厉害，它的外层氢被吸走了。当它最终耗尽燃料时，它的核心坍塌了，引发了一场巨大的爆炸。

维克拉姆·德瓦卡达斯研究教授

然而，爆炸后前500天的观测表明，随着时间的推移，它发射出更多的X射线，这是不寻常的，只在少数超新星中看到。“这表明冲击波与致密物质相互作用，”芝加哥大学天文学和天体物理学研究教授Vikram Dwarkadas说。

该小组着手收集2014C的所有数据，包括他们获得的新数据以及过去八年的研究，并将其与这颗恒星发生的事情的连贯图景相结合。

X射线发射、红外光和无线电波都呈现出增后减的鲜明格局。与此同时，由UT Austin的Hobby-Eberly望远镜测量的光学光似乎保持稳定。无线电信号显示冲击波以非常高的速度膨胀，而光学光表明速度要慢得多。

研究人员认为，这种奇怪的行为与两颗恒星周围密集的氢云有关，这些氢云是它们生命早期遗留下来的。

当恒星爆炸时，它产生了一个冲击波，以每小时6700万英里的速度向各个方向传播。当冲击波到达这片云时，它的行为将受到云的形状的影响。

这些超新星是宇宙中已知最大的恒星死亡时发生的事情。

在最简单的模型中，该云将假定为球形和对称的。然而，如果云在两颗恒星周围形成了一个“甜甜圈”——即在中间更厚的恒星周围——那么环的较厚部分将减慢冲击波的速度，在光学光中显示为移动较慢的物质。同时，在较薄的区域，冲击波会向前冲，就像在无线电波中看到的那样。“想想水撞到河中心的一块岩石，”Dwarkadas说。

科学家们说，问题仍然存在，但这种不均匀性可以解释不同波长所指示的冲击波的不同速度。

科学家们说，这项研究为这些恒星的演化和从这些系统中损失的质量提供了有价值的线索，从更大意义上说，这些相对神秘的恒星的生死。

“从广义上讲，大质量恒星如何失去质量的问题是我们追求的重大科学问题，”UT奥斯汀教授兼团队成员J. Craig Wheeler说。“有多少质量？它在哪里？它是什么时候弹出的？通过什么物理过程？这些都是我们追求的宏观问题。

“事实证明，2014C是一个非常重要的单一事件，说明了这一过程。

有关这项研究的更多信息，请参阅非凡的超新星向天文学家揭示秘密。

参考文献：“SN 2014C的七年：非凡超新星的多波长合成”，作者：Benjamin P. Thomas，J. Craig Wheeler，Vikram V. Dwarkadas，Christopher Stockdale，Jozsef Vinko，David Pooley，Yerong Xu，Greg Zeimann和Phillip MacQueen，2022年5月4日，The Astrophysical Journal。
DOI： 10.3847/1538-4357/ac5fa6
arXiv： 2203.12747

该研究由德克萨斯大学奥斯汀分校的本杰明·托马斯（Benjamin Thomas）领导。芝加哥大学的另一位研究人员是Yerong Xu，SM'20，现在在意大利巴勒莫大学工作。有关合作者和望远镜的完整列表，请参阅论文。

By 芝加哥大学 2022年5月13日