关于反弹——

新数据是爆炸星星的过程的证据

我们仍在试图理解恒星自毁的机制。

多彩多姿的blob的图象。
放大 /仙后座A超新星遗迹的多波长图像。

Supernovae发生了。我们目睹了他们,我们很确定。为什么他们发生完全是另一个问题。正如我们曾经理解推动这些巨大爆炸的物理,我们偶尔会在我们模型中的星星停止爆炸时经历尴尬的时期。在更现实的物理学中添加了型号的型号再次蓬勃发展,现在我们正处于最新型号似乎幸福地自毁的时期。

我们面临的挑战是试图找到证据,证明我们在成功的模型中所使用的物理原理准确地反映了一颗垂死恒星的情况——这不是一件容易的任务,因为一个事件会立即毁掉很多证据。

现在,数据来自Chandra X射线天文台提供了一个暗示,在最近的超新星模型中使用的机制可能是正确的。研究结果发表在本周的《自然》杂志上。

它繁荣(大多数)

这里讨论的超新星发生在大质量恒星耗尽燃料,导致其核心坍塌的时候。在这里,你可以看到一个潜在的问题:坍塌是如何导致爆炸的?

一般思路是,一旦燃料耗尽并且融合停止,星形的内芯就会坍塌成中子星。核心上方的层,剥夺了向外推动它们的能量,向核心伸向核心,击中中子星,并反弹。这种反弹是将恒星的最外层可见层吹到碎片的东西。

不幸的是,这并不完全是工作。恒星的外层也从抵消重力拉动的能量切断,并且它们也开始朝核心伸出困境。在星际的某个地方,向外爆破的篮板层将进入仍然仍然坍塌的距离。结果是震荡前部,在它到达恒星的表面之前停止。什么都没有繁荣。

然而,平衡点足够接近星形表面,然而,该能量的额外输入足以将物品翻回到爆炸模式。物理学家提出了这种能量的一个相当不太可能的来源:中微子。这些颗粒是值得注意的,对于其他物质很少相互作用,因此它们似乎是将能量转移到恒星的外层中的材料的可怕候选者。但是,在核心崩溃期间,它们中的许多都是生产的,即中微子驱动的加热是一件事,即使它不是你想要重新加热剩下的东西。

幸运的是,在这种情况下,这是一个有后果的事情。被中微子加热的物质继续膨胀以逃离恒星。没有被中微子烘烤过的物质仍在尽其所能地坍塌。其结果是,当坍缩和爆炸的物质互相擦过时,恒星的外层发生了剧烈的对流。这有可能产生不对称爆炸,这是我们已经看到的。它也会对喷出的物质产生影响。

的定额出局

中微子驱动的加热可能看起来有点奇怪,但其后果的一个同样奇怪。加热的材料形成了物理学家称之为“高熵羽毛”。在这种情况下,高熵仅指低密度和极高能量的组合。它足够高,即最近形成的原子最终被拆卸到质子,中子和α颗粒,两种形状组合。(α颗粒与典型氦原子的核相同。)

然而,随着材料冷却,能量和密度下降到所有这些材料开始形成更大原子核的地方,这一过程被称为富阿尔法冻结。这一过程具有明显的原子特征,因为物理冻结很可能形成一些特定的元素和同位素。所以,通过观察爆炸恒星的残骸,我们可能会找到证据表明曾经发生过富阿尔法元素的冻结。

左下角的详细图像显示了高速、富含铁的羽流。
放大 /左下角的详细图像显示了高速、富含铁的羽流。

而这正是这项新研究所做的。富含阿尔法元素的冻结物产生的一种同位素是56Ni,它会迅速衰变为56菲。之前超新星的图像仍然是仙后座A研究表明,喷出的物质中有富含铁的区域。因此,美国和日本的研究人员合作在这些富铁区域寻找铬和钛的存在,它们也是在富阿尔法冰冻过程中产生的。

显然,是研究人员发现了它们,否则这篇文章就不需要写了。同样重要的是,铬和钛的含量与它们在富含质子的高能物质羽流中形成的数量一致。

同样重要的是,超新星模型表明,由中微子加热驱动的物质羽流应该以每秒4000到5000公里的速度移动。富含铁的物质以每秒4000多公里的速度移动,使其处于合适的位置。

所有这些都表明,我们目前的爆炸恒星模型似乎在正确的轨道上。不仅模型星星实际上爆炸 - 它们以一种似乎与现有的超新星残余持符合一致的方式。显然,这将是我们想要查看其他超新星的东西要确认。但是,现在,至少,模型建设者可以享受有充分理由相信他们并不严重的轨道的救济。

大自然,2021. DOI:10.1038 / s41586 - 021 - 03391 - 9(对必须)。

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