爱读书 探索 天文学家发现一颗被“反物质”彻底摧毁的恒星

天文学家发现一颗被“反物质”彻底摧毁的恒星

天文学家发现一颗被“反物质”彻底摧毁的恒星

SN2016iet是一颗极为古怪的超新星。Gemini Observatory/NSF/AURA/ illustration by Joy Pollard

将近三年前,科学家通过盖亚探测器在距离地球几十亿光年的地方发现了一颗超新星,亦即一颗爆炸的恒星。三年的研究结果显示,这颗超新星不简单。

根据爆发的威力推算,爆发成为这颗超新星的恒星,其质量几乎相当于200个太阳,接近了理论上单一恒星质量所能达到的上限。

天文学家认为,这颗名为SN2016iet的超新星可能是一颗罕见的“对-不稳定性(pair-instability supernova)”超新星。理论上,质量130至260倍于太阳的低“金属”含量恒星,在临终爆发成为超新星之前,其内核会产生“反物质”。这会导致它们在辐射压下跌开始塌缩时彻底失控,并在超新星爆发时被彻底摧毁,把自己炸得连渣都不剩,既不会留下中子星,也不会留下黑洞。

但是这样的超新星只存在于理论上。如果这颗超新星确为其类,那将是人类有史以来发现的第一颗被“反物质”彻底摧毁的恒星。

这颗恒星身上还存在着一系列的谜。首先这颗超新星距离它所在的星系中心十分遥远,有将近54000光年。它所在的星系是个此前人们未发现过的小型矮星系,星系并不大,因此它差不多已经完全不在这个星系内。能够成为超新星的恒星都十分巨大,而巨星通常是在恒星密度较高的地方诞生的。星系的外围显然不符合这个条件。

有人猜测,这颗恒星可能是被它的原生星团甩出来的。但这也不合理。因为众所周知,质量越大的恒星寿命越短,质量如此之大的巨星寿命最多只有几百万年。那么它又是如何在其短促的一生结束前,就来到距离星系中心有54000光年之遥的地方的?如果它确实是从星系内部甩出来的,那么它的飞行速度将是超乎想象。

不过也存在另一种可能,即它实际上存在于一个围绕该矮星系运行的卫星系中,只是这个卫星系过于昏暗,难以被发现。

其次,天文学家还在爆炸过程中检测到了两次时间相隔约100天的亮度峰值,就好像发生了两次爆炸一样。分析结果显示,这可能是因为爆发产生的冲击波与周边外流物质团块发生了两次冲突。但数据显示引发亮度上升的两个物质团块实际上距离恒星很近,密度也相当大,似乎是在近20年内才被垂死的恒星抛出来的。而在一般情况下,恒星抛出物质几千至几万年后,超新星爆发才会发生。

存在于这颗超新星身上的这一系列谜一样的现象,让天文学家感到非常不解。但也正是这些谜,激发着人们的好奇心,鼓励我们去探索和发现。

天文学家发现一颗被“反物质”彻底摧毁的恒星

同一片天区2014和2018年的对比。红圈显示该超新星出现的位置,其和宿主星系中心的距离十分遥远。Center for Astrophysics

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