历史性超新星带来的新风
现在,通过计算机建模和观测分析,研究人员重建了这颗罕见的白矮星残骸的结构,解释了其双激波的形成。他们还发现,高速恒星风可能在过去20-30年内开始从其表面吹出。这一发现提高了我们对超新星爆炸多样性的理解,并凸显了跨学科研究的好处,将历史与现代天文学相结合,使我们能够发现有关我们星系的新事物。
公元1181年,日本刚刚爆发了源平之乱(1180-85年)。这场战争将导致政治权力从贵族家庭转移到新的军事幕府,幕府将定居在现代东京附近的沿海城市镰仓。《东镜》以日记的形式记录了这段动荡时期。它不仅记录了人们的生活和重要事件(准确度各不相同),还记录了其他日常观察,包括新星的出现。
“日本、中国和韩国的历史记录中都有很多关于这颗临时客星的记载。在巅峰时期,这颗恒星的亮度堪比土星。它持续了大约180天,肉眼可见,直到它逐渐变暗,看不见了。SN1181爆炸的残留物现在已经非常古老,所以很暗,很难找到,”东京大学天文系的博士生、主要作者TakatoshiKo解释道。
这颗客星的遗迹被标记为超新星遗迹(SNR)1181,它是由两颗密度极高的地球大小的恒星(称为白矮星)相撞而形成的。这形成了一种罕见的超新星,称为Iax型超新星,它留下了一颗明亮且快速旋转的白矮星。借助历史文献中记录的对其位置的观察,现代天体物理学家最终于2021年确定了它的位置,它位于仙后座附近的星云中。
由于其罕见性质和在我们星系内的位置,SNR1181已成为大量观测研究的对象。这表明SNR1181由两个冲击区组成,一个外部区域和一个内部区域。在这项新研究中,研究小组分析了最新的X射线数据,构建了一个理论计算机模型来解释这些观测结果,并重现了此前无法解释的超新星遗迹结构。
最大的挑战是,根据传统理解,当两颗白矮星像这样相撞时,它们应该会爆炸并消失。然而,这次合并留下了一颗白矮星。这颗旋转的白矮星预计会在形成后立即产生恒星风(快速流动的粒子流)。然而,研究人员发现的却并非如此。
Ko表示:“如果风在SNR1181形成后立即开始吹拂,我们就无法重现观测到的内部激波区域的大小。然而,通过将风的开始时间视为变量,我们成功地准确解释了SNR1181的所有观测特征,并揭开了这种高速风的神秘性质。我们还能够使用数值计算同时跟踪每个激波区域的时间演变。”
研究小组非常惊讶地发现,根据他们的计算,这股风可能最近才开始吹,大约是在过去20-30年内。他们认为,这可能表明白矮星已开始再次燃烧,可能是由于1181年爆炸中抛出的部分物质落回其表面,使其密度和温度超过重新开始燃烧的阈值。
为了验证他们的计算机模型,该团队目前正准备使用位于美国新墨西哥州中部的甚大阵列(VLA)射电望远镜和位于美国夏威夷州的8.2米级斯巴鲁望远镜进一步观察SNR1181。
Ko表示:“通过考古学角度确定超新星遗迹的年龄或爆炸时的亮度,是现代天文学的宝贵财富。这种跨学科研究不仅令人兴奋,而且凸显了结合不同领域揭示天文现象新维度的巨大潜力。”
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