业余天文学家发现独一无二的超新星遗迹

2023年，业余天文学家达纳·帕奇克(DanaPatchick)在查看广域红外巡天探索者档案中的图像时，在仙后座星座中发现了一个弥漫的圆形物体。

他发现这个明显的星云很有趣，因为它在光谱的红外部分很明亮，但在我们眼睛可见的光的颜色中几乎不可见。达纳将这个项目添加到深空猎人业余天文学家小组的数据库中，认为它是一个行星状星云——质量与太阳相似的恒星的安静残余物。他将其命名为PA30。

然而，从那里捡到它的专业天文学家意识到这个物体远比它最初看起来的要大得多。他们现在相信，这是1181年观测到的一颗消失的超新星的遗迹。而且是一种极其罕见的类型。

客串明星

公元1181年8月初，一颗“客星”出现在我们现在称为仙后座的星座中。对于当时的中国天文学家来说，它被称为川社。他们和日本天文学家记录了这颗恒星的外观，并表示它在185天的时间内保持可见，相对于其他恒星一动不动。

1971年，天文学家首次意识到这颗“客星”几乎肯定是一颗超新星，因为它在夜空中保持可见的时间很长。这使得最初的观测成为历史上超新星的极其罕见的报告。

据信，在像银河系这样的星系中，平均每个世纪大约会发生一次超新星，但是，由于如果超新星位于星系的远端并且被厚重的尘埃带遮蔽，超新星可能会被遮蔽，因此并不是所有的超新星都可见我们。

最终，这使得SN1181成为现代天文学兴起之前有记录的历史上不到十颗疑似超新星之一。其中，只有四个最终与观测遗迹有关。虽然天文学家确信这些历史上的超新星确实是超新星，但如果没有确定的遗迹，就不可能确定超新星的类型。

此前，SN1181曾可能与一颗名为3C58的脉冲星相关，但确定该天体年龄的尝试表明，它太老了，无法与中国记录相关联。

PA30

尽管PA30最初被标记为潜在的行星状星云，但很快就发现它根本不是。

发现它仅仅一年后，天文学家就检查了这个物体。对于行星状星云，中心恒星已经脱落了大部分外层，导致恒星仍然极热的核心暴露出来。这颗恒星的辐射将加热所产生的星云，从而在光谱中产生发射线。然而，PA30的光谱中不存在这些发射线。

后续观测于2016年进行。这些观测揭示了来自中央恒星的风速为“前所未有”的16,000公里/秒(光速的5%)。从高度电离的氧和碳的中心恒星发现了发射线，但中心恒星和星云都缺乏氢和氦。该星云的膨胀速度约为1,100公里/秒，是典型行星状星云膨胀速度的100倍。

然而，这些特征也不完全符合对超新星的期望。首先，星云的膨胀速度低于大多数超新星喷射物。其次，即使在大多数超新星中，氢和氦仍然应该存在，因为它们是在爆炸中爆炸的恒星的外层。

第一次尝试解释这一点是在2019年。在那里，天文学家认为超新星是由两颗白矮星合并引起的，这两颗白矮星在主序寿命结束时释放大气层时已经耗尽了这些较轻的元素。具体来说，天文学家提出，这是一颗具有碳/氧大气层的白矮星与一颗具有氧/氖大气层的白矮星合并，形成了一种极其罕见的超新星，称为SNIax型。

这个提议解决了这两个问题。之前大气层的消失解释了为什么不存在氢气和氦气。此外，这种类型的超新星没有其他超新星那么大的爆炸，这解释了膨胀率低于预期的原因。

进一步的研究支持了这一点。通过深入研究光谱，研究发现光谱中氖和镁的丰度高于预期，而氖和镁是碳聚变的结果。这使得PA30成为我们银河系中唯一已知的此类超新星。

早期研究表明，恒星遗迹可能具有极强的磁场，为强风提供动力。然而，arXiv上发布的最新模型表明，遗迹拥有更温和的磁场。

但它真的与SN1181有关吗?

更深入地研究历史记录(现在发表在《皇家天文学会月刊》上)肯定会让这种情况看起来很有可能。中国和日本的记录表明，这颗星位于“夔月宿”、“川社第五星”附近、“紫微[星座]旁边”和“王梁[星座]附近”。

总而言之，这些描述形成了一系列约束条件，描述了超新星遗迹应该被发现的区域。PA30属于其中，而另一个候选3C58则不属于其中。

此外，同样的研究还寻找从1889年开始在档案照相底片中无意中捕捉到的中央恒星的观测结果。这使得天文学家能够拼凑出该恒星如何褪色的更近期的历史。据此向后推断，天文学家将能够确定该物体在1181年应该有多亮。

再次回顾历史记录，SN1181被认为具有-1.4等的峰值亮度。这与PA30根据其褪色情况当时的亮度是一致的。

PA30的年龄也通过考虑星云膨胀的速度来探索。同样，这个时间与SN1181的时间非常吻合。

最终，所有迹象都表明PA30是SN1181的遗迹。这使其成为与我们银河系内超新星观测呈正相关的第五个超新星遗迹。这种接近将使人们能够对这种罕见的超新星的后果进行前所未有的详细研究。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！