太空探索:天文学家用新方法寻找“稀有天体”!

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核心坍塌超新星爆炸驱逐近球形碎片壳。信用:Bill Saxton,NRAO / AUI / NSF。

天文学家第一次发现了超新星爆炸,其特性与伽马射线爆发类似,但没有看到任何伽马射线。科学家们说,利用国家科学基金会的超大阵列(VLA)射电望远镜,这项发现承诺指出了更多这些神秘爆炸的例子。

哈佛 - 史密森天体物理中心的艾丽西亚索德伯格说:“我们认为无线电观测将很快成为在附近的宇宙中发现这种超新星而非伽马射线卫星的更有力的工具。”

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当无线电观测显示物质从超新星爆炸中被驱逐,被称为SN2009bb,速度接近光速时,就会出现这个线索。这是超新星的特征,最初见于去年三月,被认为是产生一种伽马射线爆发的类型。

“值得注意的是,非常低能量的辐射,无线电波,可以发出非常高能量的事件,”弗吉尼亚大学的Roger Chevalier说。

当非常大质量的恒星核心处的核聚变反应不再能够提供使核心抵抗恒星其余部分的重量所需的能量时,核心就会灾难性地坍缩成超密集的中子星或黑洞。在超新星爆炸中,恒星材料的其余部分被炸成太空。在过去十年左右的时间里,天文学家已经确定了一种特殊类型的“核心坍缩超新星”作为一种伽马射线爆发的原因。

然而,并非所有这种类型的超新星都会产生伽马射线爆发。索德伯格说:“只有百分之一的人这样做。”

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在这种超新星的更常见类型中,爆炸以大致球形的方式向外爆炸恒星的材料,速度虽然快,但仅为光速的3%左右。在产生伽马射线爆发的超新星中,一些(但不是全部)被喷射的物质被加速到接近光速。

天文学家说,这些稀有爆炸的超快速度是由超新星爆炸中心的“引擎”引起的,类似于类星体的缩小版本。落入核心的物质进入围绕新中子星或黑洞的旋转盘。这种吸积盘产生了从磁盘两极以极快的速度提升的材料射流。

“这是我们知道超新星爆炸可以将材料加速到这种速度的唯一方式,”索德伯格说。

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到目前为止,除了通过检测由它发射的伽马射线之外,没有发现任何这种“引擎驱动的”超新星。

“通过观察无线电发射而不是通过伽马射线发现这样的超新星是一个突破。随着扩展VLA的新功能即将推出,我们相信通过无线电观测我们将在未来发现更多,而不是伽马射线卫星,“索德伯格说。

为什么没有人看到爆炸产生的伽马射线?索德伯格说:“我们知道伽马射线的发射是在这样的爆炸中发出的,而这一射线可能已被指向远离地球,因而未被发现。”在这种情况下,通过无线电观测发现这样的爆炸将使科学家在未来发现更大比例的爆炸。

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“另一种可能性,”索德伯格补充道,“当他们试图逃离恒星时,伽马射线被'窒息'。这可能是更令人兴奋的可能性,因为它意味着我们可以发现和识别缺乏可探测伽玛的发动机驱动的超新星射线,因此伽玛射线卫星看不见。“

科学家们希望回答的一个重要问题是导致“普通”和“发动机驱动”核心坍缩超新星之间差异的原因。索德伯格说:“必须有一些罕见的物理性质将产生'引擎驱动'爆炸的恒星与其更正常的表兄弟分开。”“我们想知道这个房产是什么。”

一个流行的想法是,这种恒星具有异常低浓度的元素,比氢更重。然而,索德伯格指出,这个超新星的情况似乎并非如此。

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