超新星预警！天文学家发现了一种预测恒星“自毁长城”的方法

超新星预警！天文学家发现了一种预测恒星爆炸死亡的方法

超新星会留下引人注目的气泡。

(图片来源:x射线: 国家航空和航天局;/中心控制中心/麻省理工学院/L﹒洛佩兹等;红外线:帕;广播: 自然科学基金/国家无线电天文台/综合孔径射电望远镜)

预测一颗巨星什么情况下会因灾难性的超新星爆炸而消亡，不是值得庆幸吗？天文学家已经做到了。如果一颗巨大的红星被厚厚的物质包裹着，请注意——这颗恒星很可能在几年内爆炸。

当一颗大质量恒星接近其生命的尽头时，它会经历几个剧烈的阶段。在恒星核心深处，它从融合氢转变为融合较重的元素，从氦再上升到碳、氧、镁和硅。在链条的终端，恒星到达核心形成铁。因为铁会消耗能量，而不是释放能量，意味着恒星逐渐终结，在不到十几分钟的时间里，它在一场被称为超新星的奇妙爆炸中翻转。

但是，对于恒星内部发生的所有骚动，从外部来看，很难确定发生了什么。在它们生命的末期，这些巨大的恒星会膨胀到极点，变得非常明亮——比太阳亮数万倍。但由于恒星的表面非常膨胀，它们的外部温度实际上会下降，使它们看起来像红巨星。

这种近端恒星最著名的例子是猎户座。如果它被放置在我们的太阳系内，这颗质量只有太阳11倍的恒星将延伸到木星轨道。它现在随时都会成为超新星，但对于天文学家来说，“任何一天”都可能发生在一百万年后。尽管我们知道这类恒星最终会在超新星中引爆，但没有比这更精确的估计了。或者，至少，过去是这样。

定时炸弹

现在，有天文学家团队开发了一种方法来发现可能在几年内消失的超新星。他们的研究结果在预印本数据库arXiv上发表，并刊登在《皇家天文学会月报》。

他们专门研究了几十种II-P型的独特超新星。与其他超新星相比，这些最初爆发后很长一段时间依然保持明亮。

在一些例子中，天文学家回顾了旧的星表，发现了恒星爆炸前的图像，它们似乎都是像猎户座这样的红超巨星。这清楚地表明，这类恒星是超新星的候选者，随时可能爆炸。

产生这类超新星的恒星被认为在爆炸前有密集的物质包裹。这些物质的密度比猎户座周围测量到的要大几个数量级。正是这种材料从最初的冲击波中变热，导致亮度保留；在爆炸的第一个迹象出现后，周围还有更多的东西可以持续发光。

这种致密的物质也使这种超新星比暴露在外的表亲更快地可见。当爆炸最初发生时，冲击波撞击恒星周围的物质，导致冲击波在穿过时失去蒸汽。虽然最初超新星的能量足以释放高能辐射，如X射线和伽马射线，但在冲击波和周围物质混合后，释放的辐射是光学波长的。

因此，恒星周围这些致密的物质覆盖层似乎也预示着超新星即将发生。

超级茧

但是，形成这种材料需要多长时间？研究人员研究了两个模型。在一个模型中，这颗恒星从其表面吹出高速风，在几十年的时间里，这些风慢慢地分离出它自己的碎片，并将其分散开来，形成了裹尸布。在第二个模型中，这颗恒星在超新星爆发前发生了剧烈的爆炸，在不到一年的时间里，将质量高达太阳十分之一的气体送入轨道。

然后，研究人员模拟了所有这些物质将如何影响我们对恒星的图像。在任何一种情况下，一旦恒星形成了它的护罩，它都会被严重遮挡，这是我们目前的成像技术所能检测到的。

因为我们有一些超新星爆发前不到10年拍摄的直接图像，天文学家得出结论，缓慢而稳定的模型是行不通的。否则，这颗恒星就会被遮住。

所有这些都意味着，一旦一颗超巨星在自己周围形成了一层厚厚的物质，它很可能在几年内成为超新星。因此，如果你碰巧在宇宙中旅行，遇到了这种确切的情况，请考虑自我预警。

BY:Paul Sutter

FY:jane

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