天文學家發現新型 Ia 型超新星爆炸機制,稱為“雙重引爆”模型,這可能在白矮星達到臨界質量之前引發爆炸。這一發現挑戰了現有的超新星亮度標準,可能影響對宇宙膨脹的測量。
天文學的一個研究課題,就是探討 Ia 型超新星是如何被觸發的。現有的共識是,這些超新星被認為是白矮星的爆炸導致,通常是由額外的物質添加到白矮星上,讓其達到臨界質量并引發失控的融合反應。
然而,一種新的假設提出,即使白矮星沒有達到臨界質量,其表面的較小爆炸也可能重啟融合。
白矮星是類似太陽質量恒星演化的最終產物,主要由碳和氧組成。如果它們存在于雙星系統中,伴星可以提供額外的物質,幫助白矮星達到融合所需的臨界質量。
天文學家認為有兩種可能的途徑:一種是白矮星從伴星那里吸取物質,另一種是雙星系統中的另一個成員形成第二顆白矮星,兩者碰撞引發爆炸。
研究人員最新發現了一種名為“雙重引爆”的新型超新星爆炸機制。這種機制可能不需要太多的額外物質,只需在白矮星表面積累足夠的氦即可。一旦氦開始融合,整個白矮星表面將迅速跟隨,引發第一次引爆。
第一次引爆會導致壓縮白矮星中心的碳-氧部分,達到融合所需的密度,從而引發第二次引爆。這種機制允許白矮星在達到足夠質量之前爆炸,挑戰了我們對超新星亮度的理解。
為了驗證這一假設,研究人員觀察了一個名為 SNR 0509-67.5 的超新星遺跡。這個遺跡位于大麥哲倫云中,已有 300 多年的歷史。通過使用大型望遠鏡上的光譜儀進行成像,他們發現了一種類似“硫磺三明治”的結構,其中鈣元素在兩層之間。
這一發現表明,如果 Ia 型超新星可以在低于直接引燃核心所需的物質質量下爆炸,那么它們可能不如我們認為的那樣均勻明亮。
這可能會影響我們對宇宙膨脹的測量。然而,研究人員指出,如果存在第二顆足夠接近的白矮星,那么超新星遺跡也可能在其上引發雙重引爆,會導致難以區分兩種情況。