天文愛好者們應該知道，白矮星大多遵循著一些相當具體的“規則”。比如一旦它們超過一定的質量限制，就會爆炸形成一顆亮度和時間可預測的超新星。 然而加州理工學院的天文學家，卻發現了一個讓他們難以解釋的奇怪案例。一項新研究指出，一顆名叫 G299 的 Ia 型超新星，曾以比當下設想的更低質量時爆炸。
G299 資料圖（來自：NASA / CXC / U.Texas，via New Atlas）
白矮星是類似太陽的恆星，在生命末期所經歷的一個階段。在耗盡其燃料供應後，這些恆星會將外層剝落，拋灑到行星狀星雲中，並留下一個昏暗的核心，這就是白矮星的形成。
然而在某些情況下，這些殘餘物也會在後續發生爆炸 —— 儘管科學家一直認為它有一個明確的質量限制，吵過後就會使白矮星發生爆炸。
1930 年，印度天體物理學家 Subrahmanyan Chandrasekhar 確定了這個限值為 1.4 倍太陽質量。其一直被普遍認同，直到現在。因為加州理工的一支天文學家團隊，已經發現了某些例外。
據悉，團隊調查了 Chandrasekhar 的極限，並發現了一個意想不到的模式 —— 一顆古代白矮星，曾以更小的質量爆炸。而隨著時間的推移，爆炸開始發生在更大質量的案例中。
在夏威夷 Keck II 望遠鏡的幫助下，研究團隊證實了這一發現。於是他們開始研究古代星系 —— 那些在宇宙“大爆炸”後大約 10 億年間、顯著停止生成新恆星的星系。
結果發現，這些星系中的恆星，似乎比往常設想的鎳含量要少得多。奇怪的是，當白矮星爆炸時，本該會形成更多鎳和鐵之類的重元素，並繼續借此孕育未來的恆星。
然而較低濃度的鎳元素含量，表明了誕生這些恆星之前的白矮星，其實是在較低的質量下爆炸的 —— 與我們的太陽質量差不多 —— 也正因為如此，Chandrasekhar 的極限才低了那麼多。
首席研究員 Evan Kirby 表示 —— 我們發現，在早期宇宙中，白矮星在較低的質量下爆炸，而不是在宇宙的生命後期爆發。然而目前，我們並不清楚是什麼因素推動了這一變化。
鑑於瞭解白矮星的爆炸，也是理解我們所在的宇宙的一個關鍵，未來還有許多謎題在等待著我們去揭開。
當白矮星和超新星非常一致的時候，總能達到相同的最大亮度，並在黯淡前持續相同的時間 —— 這種事件就被稱作 Ia 型超新星。它們非常均勻，亮度接近標準燭光，可用於距離的測量。
Kirby 補充道：“我們將 Ia 型超新星的亮度稱作‘標準燭光’，如果你瞄一眼遠處的蠟燭，它會看起來比近距離的那枚更暗。反之，若你知道了它的亮度，就可反推出大致的距離”。
在計算宇宙膨脹速度等方面，藉助 Ia 型超新星是一項相當實用的方法。研究宇宙學的朋友，一直在使用它。現在最重要的，是瞭解它們的來源，並描述產生產生這些爆炸的白矮星。
接下來，Cal-tech研究團隊計劃對其它重元素（如錳的濃度）展開研究，以便為這項調查結果提供更可信的理論支撐。有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《天體物理學》雜誌上。
原標題為：《Evidence for Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae from Stellar Abundances in Dwarf Galaxies》
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