很早之前天文學家就已經(jīng)認識到,名為Ia型的那部分超新星要涉及雙星系統(tǒng),其中至少有一個白矮星。當白矮星積累了足夠的物質,超過1.4倍太陽質量(錢德拉塞卡極限)之后,它就會在猛烈的爆發(fā)中自我毀滅,爆發(fā)的亮度一時可以蓋過宿主星系。
但是伴星的身份仍是個謎。它們到底是太陽這樣的普通(主序)恒星?還是說他們是白矮星,彼此螺旋靠近直到碰撞?
現(xiàn)在一支由以色列魏茨曼科學研究所的阿薩夫-斯騰伯格(Assaf Sternberg)與阿維沙·蓋爾—亞姆(Avishay Gal-Yam)領導的小組得出結論說,這一過程必然要涉及主序星,至少是在部分時間內。
他們分析道,如果白矮星的伴星是普通恒星或者巨星,在白矮星爆發(fā)之前,周圍的星際空間將充斥著源于恒星的氣體流。當超新星爆發(fā)的時候,強烈的光輻射與能量脈沖將穿過先前流出的氣體,產生泄露秘密的特征光譜。
觀測者使用凱克望遠鏡與麥哲倫望遠鏡的光譜儀研究了鄰近旋渦星系中的46個超新星光譜。在這些超新星中,有35個屬于Ia型,其他11個屬于II型(涉及單一大質量恒星的爆發(fā))。他們掃描了光譜,搜索鈉元素的蹤跡,這種元素擁有強烈的譜線,通??梢栽谛请H介質中發(fā)現(xiàn)。他們還尋找了藍移過的鈉線,這表明氣體正從該系統(tǒng)朝地球涌來。他們發(fā)現(xiàn),他們的超新星樣本確實表現(xiàn)出了朝觀測者飛奔而來的物質跡象。
所有這些證據(jù)都說明,雙星系統(tǒng)應由白矮星與普通恒星組成。如果被測超新星是起源于雙白矮星并合的,恒星吹走的氣體很早之前就應該消散了,天文學家不應該觀測到它們。而II型超新星并不會產生這類光譜特征。斯騰伯格說:“在II型超新星中你應該可以看到藍移過的鈉線,但是它與Ia型超新星爆發(fā)應該具有不同的特征。”
這些發(fā)現(xiàn)是不是僅僅是幸運抽獎的產物呢?小組研究了藍移的其他可能成因:超新星宿主星系中隨機運動的氣體云、向外吹動的星系風,還有短壽命大質量恒星吹出的氣體。但是天文學家確定出,將他們觀測到的東西解釋為巧合只有2%的可能性。
不過天文學家的結論并非無懈可擊。哈佛—史密松天體物理中心的超新星專家羅伯特-柯什納(Robert Kirshner)說:“我猜測這些結果也與零結果打了擦邊球。這并不是觀測者的失誤,他們的結果很可靠。基本上說,他們需要建立統(tǒng)計樣本,對于預期看到這一效應的Ia型超新星以及預期沒有該效應的其他輻射源(如II型超新星)都需要。”
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