首次用X射线检查富含钙的超新星

现在，由西北大学领导的团队可能已经发现了这些罕见的神秘事件的真实本质。研究人员有史以来第一次用X射线成像技术检查了富含钙的超新星（SN 2019ehk），并进行了X射线成像，从而在恒星生命的最后一个月和最终爆炸中提供了前所未有的信息。

该研究包括来自夏威夷毛努阿卡（Maunakea）的WM凯克天文台（WM Keck Observatory）的数据，该研究发表在2020年8月5日的《天体物理学杂志》上。

新发现表明，富含钙的超新星是一颗紧凑的恒星，在其生命的最后阶段会散发出外层气体。当恒星爆炸时，其物质与外壳中的松散物质碰撞，发出明亮的X射线。整体爆炸会导致强烈的高温和高压，从而推动产生钙的化学反应。

西北大学NSF研究生研究员Wynn Jacobson-Galan说：“这些事件数量很少，我们还不知道是什么产生了富含钙的超新星。” “通过观察这颗恒星在达到关键的，动荡的结局之前的最后一个月所做的事情，我们凝视着一个以前未曾探索过的地方，为瞬态科学开辟了新的研究途径。”

西北大学物理学和天文学助理教授，CIERA成员，西北大学物理与天文学助理Raffaella Margutti说：“在发生此事件之前，我们已经获得了有关富含钙的超新星可能是或不是的间接信息。”在天体物理学中）。“现在，我们可以自信地排除几种可能性。”

“最富有的人”

尽管所有钙均来自恒星，但富含钙的超新星却是最强大的动力。典型的恒星在一生中会通过燃烧氦气缓慢地产生少量钙。另一方面，富含钙的超新星可在数秒内产生大量钙。

“爆炸正试图降温，”马古蒂解释说。“它希望释放能量，而钙的释放是实现这一目标的有效方法。”

研究人员使用凯克天文台的低分辨率成像光谱仪（LRIS），发现SN 2019ehk排放的单天体物理事件中观察到的钙最多。

“美丽的Keck光谱显示它不仅富含钙，” Margutti说。“这是有钱人中最富有的人。”

'全球合作被忽略'

业余天文学家乔尔·谢泼德（Joel Shepherd）于2019年4月首次发现了这一明亮的爆发，当时他使用他的新望远镜观看了距地球5500万光年的螺旋星系Messier 100（M100）。看到框架中出现亮橙色点后，他立即向天文界报告了这一发现。

雅各布森-加兰说：“一旦世界知道M100可能存在超新星，就会引发全球合作。” “每个拥有突出望远镜的国家都转向观察这个物体。”

全世界的后续行动进展如此之快，爆炸后仅10个小时就观察到了超新星。诸如NASA的Swift Satellite，Lick天文台和Keck天文台等领先的天文台都被触发了以光学波长检查SN 2019ehk的望远镜。

加州大学圣塔芭芭拉分校的研究生Daichi Hiramatsu是第一个触发Swift进行X射线和紫外线研究SN 2019ehk的人。用Swift探测到的X射线发射只徘徊了五天，然后才完全消失。

Margutti说：“在瞬态世界中，我们必须非常非常快地发现事物，然后才能消失。” “最初，没有人在寻找X射线。Daichi注意到了一些东西，并提醒我们注意看起来像X射线的东西的奇怪外观。我们看着这些图像，发现那里有东西。它比任何人都发光得多从来没有想过的理论可以预测富含钙的瞬变在X射线波长下如此发光。”

探索新线索

SN 2019ehk的简短发光度告诉了另一个有关其性质的故事。西北研究人员认为，恒星在最后几天会散发出一层气体。当恒星爆炸时，其物质与外层相撞，产生明亮，充满活力的X射线爆发。

雅各布森-加兰说：“光度告诉我们这颗恒星脱落了多少物质，以及该物质离恒星有多近。” “在这种情况下，恒星在爆炸前损失了非常少量的物质。该物质仍在附近。”

尽管哈勃太空望远镜在过去的25年中一直在观测M100，但这种功能强大的设备从未记录过负责SN 2019ehk的恒星-恒星正在经历最后的进化。研究人员使用哈勃望远镜的图像在爆炸发生之前检查了超新星的位置，并说这是这颗恒星真实本质的又一线索。

雅各布森-加兰说：“这可能是一颗白矮星或质量很低的大质量恒星。” “这两个都将非常微弱。”

Margutti补充说：“没有爆炸，您将不会知道那里有任何东西。” “甚至哈勃也看不到它。”

这项研究得到了美国国家科学基金会的支持（授予编号DGE-1842165，PHY-1748958和AST-1909796）。