美国国家航空航天局的NuSTAR发现了一个不平衡星爆的证据

日期:2018-05-16 浏览:21

通过测绘放射性同位素钛-44,美国国家航空航天局的NuStar揭示超新星1987A的不对称爆炸的证据,并有助于解释SN 1987A和核心坍塌超新星的力学。 / em

美国宇航局核子光谱望远镜阵列或NuSTAR已经发现一个巨大的恒星以不平衡的方式爆炸的证据,这些恒星发射的物质是沿一个方向飞行的,而另一个则是恒星的核心。

这些发现提供了最好的证据,但是这种类型的星型爆炸称为II型或核心坍缩超新星本质上是不对称的,这种现象在现在很难证明。

加州大学伯克利分校的史蒂夫博格斯说:“明星是球形的物体,但显然他们的死亡过程导致它们的核心动荡,沸腾并在其死亡之前几秒钟晃动,这是一项新研究的主要作者研究结果出现在5月8日的科学期刊上。 “我们知道这种晃动会导致不对称的爆炸。”

该研究中的超新星遗迹叫做1987A,距离我们166,000光年远。 1987年,造成剩余物的爆炸发出的光线照亮了地球上空。虽然其他望远镜发现这种爆炸不是球形的暗示,但NuSTAR发现了放射性同位素称为“钛-44”的“冒烟枪”。

“钛是在爆炸的中心产生的,所以它能够追踪驱动拆卸恒星的引擎形状,”加州理工学院NuSTAR首席研究员Fiona Harrison说。 “通过观察来自钛的X射线能量的变化,NuSTAR数据显示,令人惊讶的是,大部分材料正在离开我们。”

去年,NuSTAR创建了另一颗超新星遗迹的钛-44地图,称为Cassiopeia A,也发现了不对称爆炸的证据,虽然没有1987A那样大。这些结果一起表明,不平衡是核心 - 崩溃超新星的根源。

当1987年超新星1987A首次点亮我们的天空时,世界各地的望远镜有一个独特的机会来观察事件的展开和演变。外部喷射的材料首先点亮,然后是由放射性同位素驱动的最内层材料,例如钴-56,其衰变为铁-56。在2012年,欧洲航天局的整体卫星在1987A检测到钛-44。由于其超长的85年寿命,钛-44继续在超新星遗迹中大放光芒。

“在某些方面,就好像1987A在我们眼前仍然爆炸一般,”博格斯说。

NuSTAR为1987A的研究带来了新的工具。由于天文台尖锐的高能X射线视野,它已经做出了最精确的钛-44测量。这种放射性物质是在超新星的核心产生的,因此它为天文学家提供了一个直接探测引爆星的机制。

NuSTAR光谱数据显示,钛-44正在以160万英里/小时(每小时260万公里)的速度离开我们。这表明向一个方向向外抛射的材料被喷出,而超新星的致密核心称为中子星,似乎已经朝相反的方向发射。

“这些爆炸是由一个紧凑物体的形成所驱动的,这个物体是恒星的其余核心,这似乎与核心爆炸的一个方向相关,另一个是弹出的物质,”博格斯说。

先前的观察暗示了超新星爆炸的不平衡性质,但无法证实。像美国宇航局钱德拉X射线望远镜这样的望远镜,其能量低于NuSTAR的X射线发现了已经在1987A爆炸中被加热过的铁,但是目前还不清楚是在爆炸中产生了铁还是刚好碰巧有一直在附近。

加州理工学院研究报告的作者之一Brian Grefenstette说:“放射性钛-44无论发生什么,都会在X射线中发光,并且只在爆炸中产生。” “这意味着我们不必担心环境如何影响观测。我们能够直接观察爆炸中喷出的物质。“

NuSTAR和其他望远镜未来的研究将进一步阐明超新星翘曲的本质。 1987A是特别歪曲的,还是与其他同类的物体一致?一个数十年前的神秘感继续在我们眼前展开。

NuSTAR是加利福尼亚理工学院在帕萨迪纳率领的小型探索者任务,由美国宇航局喷气推进实验室负责管理,该实验室也在帕萨迪纳为美国宇航局的华盛顿科学任务局管理。

发表:S.E.Boggs等人,“来自SN1987A的44Ti伽玛射线发射线揭示不对称爆炸”,Science 8 May 2015:Vol。 348号6235第670-671页; DOI:10.1126 / science.aaa2259

来源:惠特尼克拉文,喷气推进实验室

图片:ESA /哈勃与美国宇航局; NASA / JPL-Caltech /加州大学伯克利分校