一枚神奇的“超千新星”?
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一枚神奇的“超千新星”?左中右分別對應爆發的三個階段。
加州理工學院 / K. Miller / R. Hurt
以加州理工學院帕洛瑪天文臺臺長Mansi Kasliwal為首的一個科研團隊稱,他們可能首次發現了一枚神奇的“超千新星(Superkilonova)”。
這是一種由兩種不同性質的恒星爆發事件——“超新星(Supernova)”和“千新星(Kilonova)”疊加而成的罕見現象。
如果事實真如他們所料,那將改變科學界對恒星生死的認識。
大質量恒星死亡之時會引發劇烈的熱核爆炸,科學家稱之為“超新星”。超新星爆發會將前身恒星的內核壓縮成致密的中子星——如果質量超過極限,甚至可能是一個黑洞。
超新星爆發的概率就單一星系而言并不高,但如放眼整個宇宙,它卻是一種常見現象。
“千新星”則不是恒星的死亡內爆,它是兩顆中子星的碰撞。科學家認為,宇宙中的重元素,比如金、鉑和鈾,大部分是由中子星碰撞制造出來的。
千新星爆發極為罕見。到目前為止人們僅在2017年通過引力波探測,發現過一次千新星爆發。這是因為千新星爆發產生的電磁波相對暗弱,而觸發的引力波信號反而較為明顯。
研究人員稱,2025年8月18日LIGO引力波探測器探測到一次編號為AT2025ulz的引力波事件,其信號特征與2017年的千新星爆發事件極為相似。
收到LIGO的提示之后,諸多可見光、X射線、紅外和射電望遠鏡開始尋找該事件的電磁信號對應體。
研究人員在紅色波長上發現了一個強烈信號,該特征符合千新星爆發后預期出現的重元素。然而隨著時間的推移,這個信號卻慢慢變成了藍色。藍色表明那里存在氣體氫,而這是超新星的特征。
該事件至今仍是一個謎。但Kasliwal團隊表示,有一個理論可能可以解釋這一神秘現象。
也許該次事件最開始是一次超新星爆發,但超新星爆發卻留下了兩個內核。準確地說,是兩顆中子星。這兩顆中子星隨后又在瞬間合并,使之同時具有了千新星爆發的特點。
理論上要發生這樣的事件,首先要求其前身恒星的自轉速度極快。而超新星爆發后,其內核可能裂解(fission)成了兩顆中子星;也有可能留下了一顆中子星,但在這顆中子星的周圍有一個物質盤,而這個物質盤中的物質即隨又凝聚在一起,形成了一顆非常小的中子星——這一過程和太陽系行星的形成機制十分相似——接著這兩顆中子星又發生了碰撞和合并——整個過程必須在極短的時間內完成。
但是這些說法目前都無法得到證實。至少從未有人見過那種非常小的中子星,雖然理論上無法排除它們存在的可能。
相反的意見同時也認為,存在一種可能,即起初人們探測到的引力波,和后續人們通過電磁波觀測到的超新星信號,其實分屬兩次相互獨立的事件,只不過從地球上看,它們在天空中靠得非常近而已。
但即使是巧合,也讓人大開眼界。
目前這只是一次孤立事件。要想確認宇宙中真的存在“超千新星”,或許只有等待更多類似事件的發現。
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一枚神奇的“超級千新星”?這是爆發的第一階段——超新星爆發。
加州理工學院 / K. Miller / R. Hurt
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一枚神奇的“超級千新星”?這是爆發的第二階段——形成了一大一小兩顆中子星。
加州理工學院 / K. Miller / R. Hurt
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一枚神奇的“超千新星”?這是爆發的第三階段——中子星碰撞觸發千新星爆發。
加州理工學院 / K. Miller / R. Hurt
參考
Possible "Superkilonova" Exploded Not Once But Twice
https://www.caltech.edu/about/news/possible-superkilonova-exploded-not-once-but-twice
ZTF25abjmnps (AT2025ulz) and S250818k: A Candidate Superkilonova from a Subthreshold Subsolar Gravitational-wave Trigger
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae2000
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