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2007年,美國國家航空航天局「雨燕」天文觀測衛星在同一個星系內成功地觀測到兩顆恆星先後發生爆炸。兩顆超新星分別是2007ck和2007co,所在星係為MCG +05-43-16。

1 雙子超新星 -發現

雙子超新星(2007ck和2007co)
雙子超新星(2007ck和2007co)

2007年,美國國家航空航天局「雨燕」天文觀測衛星在同一個星系內成功地觀測到兩顆恆星先後發生爆炸。兩顆超新星分別是2007ck和2007co,所在星係為MCG +05-43-16。通過進一步觀測,天文學家測定這兩顆恆星分別死於不同原因。

2007ck是II型超新星,而2007co是1a型超新星。而且這兩顆恆星的死亡時間只相差16天。通常特定星系內每隔25到100年才會發生一次超新星爆發。

2 雙子超新星 -簡介

2007co 1a型超新星
Ia型超新星的三維模擬圖Ia型超新星的三維模擬圖

1a型超新星是變星的子分類中,由白矮星產生劇烈爆炸結果的激變變星。白矮星是完成正常的生命周期程序,已經停止核融合的恆星,但是白矮星中最普通的碳和氧在溫度夠高時,仍有能力進行下一步的核融合反應。

雙子超新星白矮星-內部結構模型圖

物理上,以低速率自轉的白矮星,質量受限於大約是1.38太陽質量的錢德拉塞卡極限之下,這是電子簡併壓力所能支撐的質量上限,超過這個質量的白矮星就會塌縮。如果一顆白矮星能由伴星獲得質量而逐漸增長,在它接近極限之際,它的核心溫度應該達到碳融合所需要的溫度。

如果白矮星與另一顆恆星合併(非常罕見的事件),他將立刻因為超過極限而開始塌縮,因而再度提高溫度至超越核融合所需要的燃點。在核融合開始的幾秒鐘之內,白矮星內極大比例的質量就會發生熱失控的反應,釋放出1044焦耳以上的能量,成為一顆超新星。

這種類型的超新星由於通過質量累積的機制,只有在達到一定的質量時才能爆發,因而導致最大光度的一致性。因為超新星的視星等隨著距離而改變,穩定的最大光度使它們的爆發可以用來測量宿主星系的距離。

2007ck II型超新星
超新星1987 A爆炸后的殘骸,它是在大麥哲倫星系的一顆II型超新星超新星1987 A爆炸后的殘骸,它是在大麥哲倫星系的一顆II型超新星

II型超新星,也稱為核塌縮超新星,是大質量恆星由內部塌縮引發劇烈爆炸的的結果,在分類上是激變變星的一個分支。能造成內部塌縮的恆星,質量至少是太陽質量的9倍。

大質量恆星由核融合產生能量,與太陽不同的是,這些恆星的質量能夠合成原子量比氫和氦更重的元素,恆星的演化供應和儲存質量更大的核融合燃料,直到鐵元素被製造出來。但是鐵的核融合不能產生能量來支撐恆星,所以核心的質量改由電子簡併壓力來支撐。這種壓力來自屬於費米子的電子,在恆星被壓縮時不能在原子核內擁有相同的能量狀態。

當鐵核的質量大於1.44太陽質量(錢德拉塞卡極限),接著就會發生內爆。快速的收縮使核心被加熱,導致快速的核反應形成大量的中子和中微子。塌縮被中子的短距力阻止,造成內爆轉而向外。向外傳遞的震波有足夠的能量將環繞在周圍的物質推擠掉,形成超新星的爆炸。
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