银河系的最奇特的超新星的秘密

1181年，在仙后座中一颗“客星”被记录。它的现代超新星残骸比我们想的更诡异。

STARTS WITH A BANG — OCTOBER 28, 2024

Ethan Siegel

这张超新星SN 1181的合成图像以X射线（蓝色轮廓）展示星云的完整程度，分别以红光和黄光显示了光学和元素特定的签名。Credit: X-ray: (Chandra) NASA/CXC/U. Manitoba/C. Treyturik, (XMM-Newton) ESA/C. Treyturik; Optical: (Pan-STARRS) NOIRLab/MDM/Dartmouth/R. Fesen; Infrared: (WISE) NASA/JPL/Caltech/; Processing: Univ. of Manitoba/Gilles Ferrand and Jayanne English

关键要点

•在人类历史进程中，只有8颗超新星从来已经被在银河系内观测到、探测到或从银河系内让它们的残骸被发现。

•尽管在1006年观测到的最亮的被记录，但在不到两个世纪后有一颗远更的超新星SN 1181被看到，在仙后座中看到了出现一颗暂时的“客星”。

•800多年后，我们已经发现了与它相关的超新星残骸，它看起来不像我们从来见过的任何东西。这里是知道关于我们银河系的最奇特的超新星的。

跨宇宙制造一颗超新星有两条主要的途径。

太空中发生的许多灾难都是典型的超新星：要么来自一颗大质量祖恒星的核心坍塌，要么来自一颗爆炸的白矮星Ia型。所有的质量最大的恒星有是太阳的质量的数百倍，在耗尽燃料并在这样一个灾难死亡之前总共仅活100万到200万年。Credit: NASA Ames, STScI/G. Bacon

一种是当一颗非常大质量的恒星达到它的生命的结束时。

这张仙后座A超新星残骸的图像显示350多年前发生一颗II型核心坍塌超新星的后果。超新星残骸以各种电磁波长发光，包括各种X射线和红外波段，后者如图所示。颜色编码揭示在它之内元素签名的多样性。Credit: NASA/JPL-Caltech

它的核坍塌并内爆，留下一个中子星或黑洞残骸。

一颗大质量恒星整个它的生命的解剖，当核心耗尽核燃料时在一个II型（核坍塌）超新星中大到顶点。聚变的最后阶段典型的是硅燃烧，在一个超新星跟着发生之前短暂在核产生铁和铁一样元素。质量最大的核坍塌超新星典型的造成黑洞的创造，而质量更小的超新星只创造中子星。Credit: Nicolle Rager Fuller/NSF

其它的是当一颗白矮星由于合并或吸积点爆。

这张图片显示一个Ia型超新星的残骸。在宇宙中超新星是仅次于核坍塌超新星的第二最常见超新星，我们现在通过现代望远镜已经观测到了1550次这些事件，使我们能够以前所未有的方式了解宇宙的历史和组成。然而，所有从来已经形成的恒星只有一小部分已经完成了它们的生命周期，垂死的并造成白矮星等恒星残骸，这对创造一颗Ia型超新星事件是必需的。Credit: NASA/CXC/U.Texas

在典型条件下，祖恒星会爆炸并被摧毁。

这个描画显示两颗合并的白矮星，触发一些也许是大多数甚至几乎所有Ia型超新星的首选理论机制。双点爆场景其中一个点爆事件在表面上传播到核并造成一个恒星残骸完全毁灭的点爆，对大多数Ia型超新星是非常有趣的理论可能性，尽管不符合这种场景的例外例子能被发现。Credit: D. A. Howell, Nature, 2010

在我们的银河系内过去的2000年里只有10颗超新星是已知的。

这张信息图显示在过去2000年在银河系内已经被识别的十颗历史超新星中的九颗以及残骸。未显示的是G1.9+0.3，它大约155年前发生在银河系中心附近，但仅在1985年被死后发现。Credit: NASA/Chandra X-ray telescope

1843年，第十一位候选原来是一个超新星冒名顶替者。

1843年，以前谦虚的船底座Eta恒星变亮变成天空中第二亮的天体，在Canopus（如图所示）之前拖在地球夜空中最亮的恒星天狼星之后。在接下来的13年左右时间里，它逐渐褪去直到最后仅在望远镜中变得可见的。Credit: HeNRyKus/Wikimedia Commons

船底座的外爆发只是一颗大质量恒星爆发而不是爆炸。

这张图像显示围绕巨大的蓝色超巨星船底座的星人星云。船底座星云主要被在1843年的一次喷发中创造，在那里它出现为超新星冒充者。更远的甩出物表明一个远更早的喷发，而中心恒星在近几十年已经变亮到再次变得对肉眼可见。Credit: NASA, ESA, N. Smith (University of Arizona, Tucson), and J. Morse (BoldlyGo Institute, New York)

已知的古代超新星只有SN 1181缺乏一个相关的残骸。