研究人员发现1a型超新星引发的宇宙尘暴 _超新星

SN 2018evt在不同阶段的示意图。信用:arXiv（2023年）。DOI: 10.48550/arxiv.2310.14874
据中国科学院：宇宙尘埃和地球上的尘埃一样，由凝聚并粘在一起的分子组成。但是宇宙中尘埃产生的确切性质长期以来一直是个谜。然而，现在一个由中国、美国、智利、英国、西班牙等国天文学家组成的国际团队。，通过识别宇宙中一个以前未知的尘埃来源取得了重大发现:一颗1a型超新星与周围的气体相互作用。
这项研究发表在2月9日的《自然天文学》上，由中国科学院南美天文中心的王灵芝教授领导。
众所周知，超新星在尘埃形成中发挥了作用，迄今为止，尘埃形成只在核心坍缩超新星——大质量恒星爆炸中出现过。由于核心坍缩超新星不会出现在椭圆星系中，因此在这类星系中尘埃生成的性质仍然难以捉摸。
这些星系不像我们的银河系那样呈螺旋状排列，而是巨大的恒星群。这项研究表明，热核1a型超新星，即白矮星与另一颗恒星在双星系统中的爆炸，可能占这些星系中大量尘埃的原因。
研究人员利用美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜和NEOWISE任务等天基设施、拉斯坎布雷斯天文台全球望远镜网络等地基设施以及中国、南美和澳大利亚的其他设施，对超新星SN 2018evt进行了三年多的监测。他们发现，在白矮星爆炸之前，这颗超新星正在撞上双星系统中一颗或两颗恒星先前脱落的物质，超新星向这种预先存在的气体发出了冲击波。
在超过1000天的超新星监测中，研究人员注意到它的光在我们眼睛可以看到的光学波长中开始急剧变暗，然后在红外光中开始变亮。这是一个警告性的迹象，表明在超新星冲击波穿过星周气体后，气体冷却后正在产生尘埃。
“宇宙尘埃的起源长期以来一直是个谜。这项研究标志着首次探测到热核超新星与环星气体相互作用过程中显著而快速的尘埃形成过程， ”该研究的第一作者王教授说。
该研究估计，这一次超新星事件一定产生了大量尘埃——其数量相当于太阳质量的1%以上。随着超新星冷却，产生的尘埃量应该会增加，可能会增加十倍。虽然这些尘埃工厂不像核心坍缩超新星那样数量众多或效率很高，但可能有足够多的热核超新星与周围环境相互作用，成为椭圆星系中尘埃的重要甚至主要来源。
“这项研究为热核超新星对宇宙尘埃的贡献提供了见解，预计在詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）时代可能会发现更多这样的事件，”该研究的第一作者之一、德克萨斯A&M大学的王立凡教授说。韦伯望远镜看到的红外光非常适合探测尘埃。
来自拉斯坎布雷斯天文台和加州大学圣巴巴拉分校的安迪·豪厄尔教授说:“尘埃的产生只是气体变冷到足以凝结。”豪威尔是全球超新星项目的首席研究员，他的数据被用于这项研究。“总有一天这些尘埃会凝结成星子，最终形成行星。这是恒星死亡后重新开始的创造。了解宇宙中生死循环的另一个环节是令人兴奋的。”