9.2億光年外一個藍色亮點成功熄滅8顆太陽,以每秒7萬公里變小

黑洞 宇宙 加州理工學院 探索 科學 太空伊卡洛斯 2018-11-27
9.2億光年外一個藍色亮點成功熄滅8顆太陽,以每秒7萬公里變小

2014年,加州理工學院等機構的科學家發現了一個奇特的亮點,其編號為iPTF 14gqr。看到iPTF開頭的編號,這無疑是帕洛馬瞬變大視場巡天的結果,巡天相機從2008年開光以來,捕捉到許多光學瞬變的天體物理現象。

iPTF 14gqr也是其觀測成果之一,川陀太空指出,至少從2013年開始,丹麥天體物理學家Tauris等人就開始對這個天體進行了預測,認為這不是一顆尋常的超新星現象,納入了重點觀測對象列表。

9.2億光年外一個藍色亮點成功熄滅8顆太陽,以每秒7萬公里變小

2014年,帕洛馬瞬變大視場巡天探測到iPTF 14gqr的超新星爆發現象,距地大約9.2至9.3億光年。一顆超新星爆發,其實也沒有什麼值得如此大驚小怪,但這個超新星與眾不同,2013年預警的時候就已經發現,iPTF 14gqr有兩個天體構成,一質量巨大的恆星,另一個是中子星或者是黑洞。由於伴星質量和光芒過於耀眼,遮擋了我們對另一個天體的觀測研究。

川陀太空指出,如果是一個有中子星或者黑洞構成雙星,那麼另一顆大質量恆星就是倒黴蛋,大量的物質會被中子星或者黑洞給吸積過去,慢慢的、慢慢的把你給榨乾掉。

9.2億光年外一個藍色亮點成功熄滅8顆太陽,以每秒7萬公里變小

2014年10月帕洛馬瞬變大視場巡天終於捕捉到iPTF 14gqr爆發了,作為一顆大質量恆星,不斷失去物質,那麼其要爆發成超新星就有點困難了。因為從超新星爆發的機制上看,大質量恆星通過核坍縮激發超新星模式,恆星外層物質會向外拋射,內層物質會以接近每秒7萬公里的速度坍縮。川陀太空指出,造成核坍縮的機制有多種,比如電子簡併壓力不足以支撐超過錢德拉塞卡極限的質量等,氖或者鎂核心誘發電子捕獲激活了引力坍縮過程,但質量要求最低八個太陽質量。

根據質量的不同,超新星爆發之後形成的天體也不同,氖或者鎂核心誘發電子捕獲、且質量在8至10倍太陽質量,那麼形成的就是中子星,超過25倍太陽質量且屬於鐵核坍縮,那麼就可能形成黑洞,反正不是中子星就是黑洞,沒一個好東西。

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iPTF 14gqr的前世就很有趣,我們認為其質量可能在10倍太陽質量左右,肯定低於25倍太陽質量,形成的必然是中子星。如果中子星,那這才科學家關注它的原因。因為兩個中子星構成的雙星合併我們在2017才發現其引力波,那麼在2014年,也不敢亂猜iPTF 14gqr是不是兩顆中子星。

還有一個現象直接讓iPTF 14gqr變成了超新星界的明星,其持續時間僅僅7天,這是很不正常的現象。川陀太空指出,一顆典型的大質量恆星通過核坍縮激發超新星爆發,那麼可形成至少17天的爆發時間,通常是17天至20天。

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但iPTF 14gqr在短短7天內就萎了,原因還得從自身說起。由於其質量丟失,在超新星爆發時就無法將更多的質量轉換為能量釋放出去,帕洛馬瞬變工廠記錄到其釋放的能量只相當於太陽質量的五分之一,那還要質量五分之四被藏了起來,或者說其質量丟失超過1個太陽質量。

這就是iPTF 14gqr值得研究的原因,作為一顆早洩的超新星,其身體早就被掏空了,幸好質量還有至少8倍太陽質量,不然連最後一搏的底氣都沒了。那麼在iPTF 14gqr爆發之後,留下來的天體就很值得進一步關注了,目前給出了兩種結果:第一種是兩顆中子星,第二種是一顆中子星和一個黑洞。

9.2億光年外一個藍色亮點成功熄滅8顆太陽,以每秒7萬公里變小

2017年,天文學家探測到兩顆中子星合併釋放的引力波,證實了宇宙中確實有這樣的天體系統存在,由於iPTF 14gqr本來就與其伴星靠得很近,如果不近的話也不可能被伴星引力掏空掉,因此iPTF 14gqr有可能在接下來若干年出現合併,並釋放出引力波,這也算是對引力波做出的一個預言吧。

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