LOGO 網路天文館首頁
天文新知 >

2014-03-27 DEM L241:堅忍不拔的超新星爆炸倖存者

 
瀏覽人數:1650

X-ray & Optical Images of DEM L241. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/F.Seward et al; Optical: NOAO/CTIO/MCELS, DSS  經由錢卓X射線觀測衛星(Chandra X-ray Observatory)和其他望遠鏡的協助,天文學家發現了一顆恆星,居然能經受住劇烈的超新星爆炸威力而活了下來。

  編號DEM L241的超新星殘骸位在銀河系最大的伴星系—大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud)內,是個所謂的氫離子雲區(HII region)。天文學家在DEM L241內發現一對雙星,其中一顆子星是中子星或黑洞,另一顆子星則是顆還在主序階段的大質量恆星。

  一般而言,氫離子區是因為年輕熾熱的恆星所發出的強烈輻射,迫使其周遭的氫氣氣體游離而發出光;雲氣的主要成分是氫原子(HI,讀為H-one),被輻射剝離僅有的一顆電子後成為氫離子(HII,讀為H-two)。

  右上圖是數個不同波段望遠鏡影像綜合的結果,其中錢卓的X射線資料以紫色標示超新星殘骸的輪廓;由於超新星殘骸的溫度一直偏高,因此在距離爆炸後數千年的現在,它在X射線波段仍然相當明亮。此外,利用位在智利望遠鏡進行的麥哲倫星系發射譜線巡天計畫(Magellanic Cloud Emission Line Survey,MCELS)拍攝的可見光影像以黃色和青綠色標示,從這些可見光影像可追蹤DEM L241內的氫離子輻射分佈概況。另有一筆可見光資料是來自數位巡天計畫(Digitized Sky Survey,DSS),以白色標示,主要可顯現星野中的恆星分佈概況。

  R. Davies、K. Elliott和J. Meaburn等3人的姓氏頭一個字母,就是這個DEM L241編號前三個字母的來源,他們在1976年首度勘測研究這個超新星殘骸,並以其姓氏來為這些天體命名與編號。來自錢卓X射線觀測衛星的近期觀測資料,顯示DEM L241超新星殘骸內有個點狀X射線源,位置與一顆年輕大質量恆星相同。

  天文學家經由錢卓觀測資料可獲得X射線源性質的重要線索。例如:這個X射線源放出的X射線有多亮,其X射線亮度如何隨時間變化,在X射線光譜的各不同能量或波長的分佈情形如何等。

  而在DEM L241這個案例中,錢卓資料顯示這個點狀X射線源很可能是雙星系統其中一個子星。這樣的雙星對,無論發生超新星爆炸的那個子星遺留下的是中子星或黑洞,都比太陽大很多。當兩顆子星互繞時,比較緻密的中子星或黑洞會透過其表面發出的粒子風而將其伴星物質吹走;如果這個場景的確存在,那麼DEM L241將是第三個在超新星殘骸中發現由一顆大質量正常恆星與一顆中子星或黑洞組成的雙星系統。

  錢卓X射線資料也顯示在超新星殘骸中有非常豐富的氧、氖和鎂等重元素。有如此豐富的這些重元素,再加上有大質量恆星在殘骸中的事實,天文學家藉此估算爆炸前的前身恆星質量至少有25倍太陽質量,甚至可達40倍太陽質量這麼大。

  經由南非天文臺(South African Astronomical Observatory)1.9米望遠鏡取得的可見光資料,顯示這顆大質量伴星的速度正在改變,它與中子星或黑洞互繞的軌道週期僅有數十天。詳細測量它的速度變化,可確認這個雙星系統中的另外一個子星究竟是否為黑洞。天文學家曾在其他超新星殘骸中發現間接證據,證明恆星會直接塌縮成黑洞。然而,如果DEM L241內的星體塌縮時真的是形成黑洞,那麼它將是證明大質量恆星的確會在超新星爆炸過程中直接形成黑洞的最有力證據。

  至於這對雙星的未來命運會是什麼?如果上述雙星系統有關的想法是正確的,那麼這顆在上一場超新星爆炸過程中存活下來的大質量伴星本身,大約再過數百萬年之後也會發生超新星爆炸。屆時,這對雙星將是雙中子星系統,或是由一顆中子星和一顆黑洞組成的雙星對。

資料來源:http://chandra.si.edu/photo/2014/deml241/, 2014.03.20, KLC 

************
::: | 政府網站資料開放宣告 | 隱私權及資訊安全政策 | 聯絡我們 我的e政府, 另開視窗.  臺北市政府, 另開視窗.  通過A+優先等級無障礙網頁檢測 

地址 : 臺北市士林區11160基河路363號 (如何到達天文館)
電話 : (02)2831-4551 傳真:(02)2831-4405
本網站最佳瀏覽解析度為1024x768 更新日期:2017/10/22