天文学家倒带时钟来计算大规模明星爆炸的超新星爆炸年龄

超新星遗迹1E 0102.2-7219

这张哈勃太空望远镜拍摄的照片显示了大约1700年前一颗大质量恒星爆炸后留下的气态残骸。这颗恒星的“尸体”是一颗名为1E 0102.2-7219的超新星残骸,它在小麦哲伦星云中消亡,小麦哲伦星云是我们银河系的一个卫星星系。资料来源:NASA, ESA, J. Banovetz和D. Milisavljevic(普渡大学)

天文学家正在绕组绕在附近,爆炸的明星的扩大遗迹上。通过使用美国宇航局s哈勃太空望远镜,他们从爆炸中回到了速度的快速弹片,以计算恒星爆炸的位置和时间的更准确估计。

受害者是一个很久以前在小麦哲伦云中爆炸的明星,这是我们的卫星银河银河。这颗注定要毁灭的恒星留下了一具不断膨胀的气体尸体,这是一颗名为1E 0102.2-7219的超新星残骸,美国宇航局的爱因斯坦天文台首次通过x射线发现了它。像侦探一样,研究人员筛选了哈勃拍摄的档案图像,分析了相隔10年的可见光观测结果。

由印第安纳州普渡大学西拉斐特分校的John Banovetz和Danny Milisavljevic领导的研究小组,测量了45个蝌蚪状、富含氧的超新星爆炸喷出物团块的速度。电离氧是一种极好的示踪剂,因为它在可见光中发出最亮的光。

为了计算准确的爆炸年龄,天文学家们挑选了22个移动速度最快的喷出物团,或称为节。研究人员确定,这些目标是最不可能因穿越星际物质而减速的。然后他们追踪绳结的运动,直到喷出物在某一点结合,确定爆炸地点。一旦知道了这一点,他们就可以计算出快速绳结从爆炸中心移动到当前位置需要多长时间。

据他们估计,爆炸产生的光在1700年前到达地球,当时罗马帝国正在衰落。然而,只有地球南半球的居民才能看到这颗超新星。不幸的是,没有关于泰坦尼克号事件的已知记录。

研究人员的结果与之前对这颗超新星爆炸地点和年龄的观测不同。例如,早期的研究得出的爆炸年龄是在2000到1000年前。不过,巴诺维茨和米利萨夫耶维奇说,他们的分析更加可靠。


这段时间流逝视频显示了超新星残余 - 爆炸之星的气态遗体 - 大约1,700年前爆发。这颗恒星的“尸体”是一颗名为1E 0102.2-7219的超新星残骸,它在小麦哲伦星云中消亡,小麦哲伦星云是我们银河系的一个卫星星系。电影的开放式框架显示了构成残余的发光气团块的丝带。然后,视频在剩余的两个黑白图像之间切换,拍摄了10年的分开,揭示了喷射物随着时间的推移的细微变化。信用:美国宇航局,esa,A.异教徒(STSCI),J. Banovetz和D. Milisavljevic(普渡大学)

Milisavljevic说:“之前的一项研究比较了哈勃望远镜上的两个不同照相机(广角行星照相机2号和高级调查照相机(ACS))拍摄的照片,它们相隔数年。”“但我们的研究比较了用同一台ACS相机拍摄的数据,使比较更加可靠;用同样的仪器来追踪结要容易得多。我们能够对间隔10年拍摄的图像进行如此清晰的对比,这证明了哈勃望远镜的寿命。”

天文学家们还利用ACS的清晰图像来选择分析哪些喷射物团块。在之前的研究中,研究人员通过计算所有气态碎片的平均速度来计算爆炸年龄。然而,ACS的数据揭示了喷出物减速的区域,因为它撞击了恒星在爆炸成为超新星之前脱落的密度更大的物质。研究人员没有将这些结包括在样本中。他们需要最能反映爆炸时原始速度的喷出物,以此来确定超新星爆炸的准确年龄。

哈勃也跳过疑似的速度中子星- 已注定的星星的核心 - 从爆炸中弹出。根据他们的估计,中子星必须从爆炸中心移动超过200万英里,从爆炸的中心到达当前位置。在与欧洲南部天文台的观察中鉴定出疑似中子星非常大的望远镜在智利,结合来自美国宇航局钱德拉x射线天文台的数据。

Banovetz说:“这是相当快的,是我们认为中子星运动速度的极限,即使它受到超新星爆炸的冲击。”最近的调查对该物体是否是超新星爆炸后幸存下来的中子星提出了质疑。它可能只是一个被点亮的致密超新星喷出物团,我们的结果一般支持这一结论。”

所以狩猎可能仍然是为了中子星。“我们的研究没有解决神秘,但它给出了候选中子明星的速度估计,”Banovetz说。

巴诺维茨于2021年1月14日在美国天文学会的冬季会议上公布了该研究小组的发现。

哈勃太空望远镜是NASA和ESA(欧洲航天局)之间的国际合作项目。美国宇航局的戈德轿车太空飞行中心在马里兰州格林贝尔特,管理望远镜。马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STSCI)进行哈勃科学运营。STSCI由大学协会进行NASA,以便在华盛顿州的天文学研究。

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