走向死亡時(shí)的余暉 昭示不同的恒星“前世”

突然變亮的超新星看似“新”恒星，但其爆發(fā)卻是一部分恒星生命的終點(diǎn)。爆炸一旦發(fā)生，最終的結(jié)果就是恒星的徹底消失或轉(zhuǎn)化為極端致密的天體，比如中子星或者黑洞。這個(gè)過程不可逆轉(zhuǎn)。

20世紀(jì)40年代，魯?shù)婪颉らh可夫斯基提出利用超新星的一些表象特征，如光譜中的譜線和超新星光度隨時(shí)間的變化，來(lái)對(duì)超新星進(jìn)行分類。最初的判斷標(biāo)準(zhǔn)是用光譜中的氫元素電離線來(lái)區(qū)分Ⅰ型（無(wú)氫）和Ⅱ型（有氫）超新星。隨著超新星發(fā)現(xiàn)數(shù)量的增加，又根據(jù)硅和氦的電離線把Ⅰ型超新星再分為Ⅰa（有硅）、Ⅰb（有氦）和Ⅰc（無(wú)氦）型。Ⅱ型超新星中，也根據(jù)光度變化曲線的形狀分為ⅡP、ⅡL等子類型。

雖然這個(gè)分類被沿用至今，但隨著恒星演化理論的快速發(fā)展，超新星研究者們更傾向于用超新星爆發(fā)的機(jī)制來(lái)重新定義超新星的類型。20世紀(jì)70年代，天體物理學(xué)家提出，Ⅰa型超新星爆發(fā)來(lái)源于雙星系統(tǒng)中的致密白矮星爆炸。白矮星通過吸積伴星的物質(zhì)或者與另外一顆白矮星發(fā)生碰撞并合，導(dǎo)致其質(zhì)量超過穩(wěn)定的白矮星質(zhì)量上限。此時(shí)電子簡(jiǎn)并壓無(wú)法再抗衡引力，引發(fā)恒星溫度持續(xù)上升，最終發(fā)生劇烈的爆炸。

Ⅰa型超新星爆發(fā)的主要能量來(lái)源是鎳元素同位素的放射性衰變。超新星爆發(fā)后亮度迅速上升，在2～3個(gè)星期的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最亮，此后開始緩慢下降并最終消失不見。除了Ⅰa型超新星，其他類型的超新星都來(lái)源于大質(zhì)量恒星的演化。

1986年，天體物理學(xué)家烏斯里和韋弗利發(fā)表文章，認(rèn)為質(zhì)量大于8倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星在其生命的最后階段，用于提供輻射壓、保持恒星穩(wěn)定的氫元素被燃燒殆盡，引力導(dǎo)致恒星向內(nèi)部快速塌縮，最終發(fā)生爆炸。文章開頭提到的SN 2017eaw就屬于核塌縮型超新星，并且是其中最常見的ⅡP型。這類超新星的光度在長(zhǎng)達(dá)2～3個(gè)月時(shí)間內(nèi)保持不變。利用哈勃望遠(yuǎn)鏡，天體物理學(xué)家們直接證認(rèn)了，大部分ⅡP型超新星的前身星都是紅超巨星。

未來(lái)會(huì)有更大量的超新星爆發(fā)被探測(cè)到，上至宇宙模型、下至恒星形成等各個(gè)領(lǐng)域?qū)⒊蔀樗鼈兊挠梦渲亍?/p>