猛烈的超新星在爆炸前溢出了恒星的“内脏”

SN2021yfj是一种新型超新星，挑战了我们对恒星演化的理解。它的前身在超新星发生之前就失去了外壳，只由它的氧/硅核心组成，这与银河系中任何已知的恒星都不同。这颗垂死的、被剥离到骨头的恒星经历了极端的质量损失事件，导致富含硅（灰色）、硫（黄色）和氩（紫色）的物质被喷出。 图片来源：uux.cn/W.M.凯克天文台/Adam Makarenko

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：一个全新的超新星变体终于展示了恒星在毁灭前最深处的“内脏”。在8月20日发表在《自然》杂志上的一项研究中，他们的研究证实了关于大质量恒星内部结构的长期理论，并引发了一系列新问题。

天文学家长期以来一直认为，恒星的内部不仅仅是一个混乱、翻滚的过热等离子体海洋。相反，他们认为它们拥有混乱、翻滚的过热等离子体层。在大质量恒星（比太阳大10到100倍）中，核聚变迫使恒星核心中较轻的元素结合成较重的亲属。在漫长的岁月里，这些密度越来越大的元素在核心内燃烧殆尽，因为较轻的元素在连续的包围层中焚烧。这最终导致了一个难以理解的重铁芯，一旦坍塌，就会引发超新星或黑洞事件。

此前，研究人员记录了已经失去氦的剥离恒星的例子，暴露出氦、碳甚至氧的分层元素包层。这通常是这种瞥见总是结束的地方——直到SN2021yfj的发现。

2021年，西北大学天体物理学家领导的一个团队利用圣地亚哥附近Zwicky瞬态设施（ZTF）的广角相机阵列对夜空进行了搜索。ZTF的设备是专门为发现超新星等明亮、短暂的事件而设计的。2021年9月，研究人员注意到大约22亿光年外发生了这样的事件。在夏威夷W.M.Keck天文台的一位合作者的帮助下，他们对发现的超新星SN2021yfj进行了光谱分析。

研究合著者、西北大学天体物理学家史蒂夫·舒尔茨在一份声明中说：“我们几乎立刻意识到这是我们以前从未见过的东西，所以我们需要利用所有可用资源对其进行研究。”。

Schulze及其同事没有找到他们预期的元素（氦、碳、氮或氧）。相反，他们的光谱分析显示了大量的硅、硫和氩。这些都是恒星寿命接近尾声时恒星核聚变过程中产生的较重元素。

舒尔茨解释说：“这颗恒星在其整个生命周期内失去了大部分产生的物质。”。“所以，我们只能看到爆炸前几个月形成的物质。一定发生了非常暴力的事情。”

尽管研究人员有一个理论，但这种暴力的东西仍然是一个谜。据舒尔茨介绍，这颗巨大的恒星实际上已经从内部撕裂了自己，露出了一个“剥到骨头”的宇宙体。

该团队认为，随着核心在自身引力作用下凝结，它变成了一个更密集的地狱。在某一点上，它变得如此炎热和稠密，以至于它实际上重新点燃了一个如此强大的核聚变过程，从而产生了巨大的能量爆发。这反过来又抛弃了恒星的外层。随后的每一次“配对不稳定事件”都会剥离额外的元素层。

舒尔茨理论化地说：“最近的一次外壳喷射与一个预先存在的外壳相撞，产生了我们看到的SN2021yfj的明亮发射。”。

然而，他没有说这是这位明星的最终死因。其他可能性包括超新星爆发前，特别是强烈的恒星风，甚至与未知的伴星相撞。

舒尔茨说：“我不敢打赌这是正确的，因为我们仍然只有一个发现的例子。”。“这颗恒星确实强调了发现更多这些罕见超新星的必要性，以更好地了解它们的性质以及它们是如何形成的。”

但根据研究合著者亚当·米勒的说法，这一发现并不意味着他和其他天体物理学家需要忘记他们所知道的关于恒星生命周期的一切。

他说：“这并不是说我们的教科书不正确，但它们显然没有完全捕捉到自然界中产生的一切。”。“对于一颗大质量恒星来说，一定有更多我们没有考虑过的奇特途径来结束它的生命。”