在1500万光年外的恒星爆炸中发现了“烟花”

X射线和光学光中的M83星系。 图片：X光：NASA/CXC/SAO;光学：NASA/ESA/AURA/STScI，哈勃遗产团队，W. Blair（STScI/约翰霍普金斯大学）和R. O'Connell（弗吉尼亚大学）;图像处理：NASA/CXC/SAO/A. Jubett， L. Frattare 和 P. Edmonds  

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（劳拉·拜萨斯）：七月四日的庆祝活动在附近的一个星系提前开始。天文学家利用NASA的钱德拉X射线天文台观测梅西耶83星系（M83），发现了超新星意外的爆炸后果。通常，恒星爆炸后的余波是一团缓慢消散的滚烫气体云。这次，超新星碎片异常明亮——就像烟花一样。这颗超新星在最近发表在《天体物理学杂志》上的一项研究中有详细介绍。

M83位于距离地球约1500万光年的距离，正在高速形成恒星。利用钱德拉星系14年（2000年至2014年）的数据，团队捕捉到了此前被确认为超新星遗迹的光源X射线亮度的一些惊人变化。

最初，团队预计这些超过100年的超新星遗迹会有亮度保持不变的X射线耀斑。但他们将迎来一个惊喜。相反，与超新星遗迹相关的22个X射线源中，大约一半在14年间显示出X射线亮度的变化。

“我们知道每个X射线源可能差异巨大，”美国天主教大学的天文学家、研究合著者安德里亚·普雷斯特维奇在一份声明中说。“但发现这么多超新星残骸竟然有这样的行为，真是个惊喜。这些物体中发生了异常。确定原因仍具挑战性，因为M83距离限制了我们能观察到的细节。”

22个变化超新星遗迹中的一个有一个相当直接的解释——SN 1957D。这颗超新星碎片近70年前首次被观测到，正在撞击爆炸现场周围的物质。这次碰撞产生了团队观察到的X射线耀斑。然而，这并不能解释样本中其他部分出现的耀斑。

团队认为，一群在伴侣被超新星爆炸摧毁后幸存的恒星群体，可能是引发耀斑的原因。在这个情景中，每个变频X射线源最初都是一对大质量恒星互相绕行。当较大的恒星坍缩并以超新星爆炸时，留下了一个黑洞或超致密的中子星。至于伴星？它幸存下来。

研究合著者、哈佛大学天体物理学家迈克尔·麦考洛补充道：“这个星系可能包含一组超新星遗迹，其中一颗大质量恒星在超新星之后幸存下来，并与黑洞或中子星锁定轨道。”“中子星或黑洞随后可以开始从大质量恒星表面吸取物质。”

他们还发现了另一种可能的解释。黑洞或中子星可能不是从伴星吸入物质，而是带回了最初爆炸时向外爆破的部分物质。

卫斯理大学的合著者、天文学家罗伊·基尔加德说：“这可能是宇宙循环的例子，即爆炸产生的碎片落回了超新星产生的天体上。”“而且很可能两种解释都存在——我们样本中不同的来源可能有不同的来源。”

这些结果也并非M83独有。瓦萨学院的基尔加德和佐伊·霍伊兰德对附近恒星形成星系M51进行了后续研究，发现了与超新星遗迹相关的类似变异X射线源群体。这类系统可能是星系剧烈形成恒星的特征。