发现恒星小偷是一颗超新星的幸存伴侣

17年前天文学家们目睹了一颗超新星在距银河系4000万光年远的星系ngc7424中被发现。现在在爆炸的余辉中，美国国家航空航天局的哈勃望远镜捕捉到了一颗超新星幸存伴侣的第一张照片。这张照片是一些超新星起源于双星系统的最有力证据。澳大利亚悉尼天文台的斯图亚特·赖德说：我们知道，大多数大质量恒星都是双星，当它们的轨道靠近时，许多双星对会相互作用并将气体从一颗恒星传递到另一颗恒星。超新星前身恒星伴星并不是爆炸的无辜旁观者。它从恒星的核心区域，从恒星核心传输能量到大气层，几乎把所有的氢都吸走了。

十七年前天文学家观测到超新星2001ig在星系ngc7424的星系ngc7424中，距离地球4000万光年。不久之后，科学家们在2002年用欧洲南方天文台的超大望远镜(VLT)拍摄了这颗超新星。图片：NASA, ESA, S. Ryder (Australian Astronomical Observatory), and O. Fox (STScI)

在主恒星变成超新星之前的几百万年中，伴星的thievery造成了主恒星的不稳定，导致它在灾难发生之前偶然地吹掉了一个茧和氢气外壳。这颗名为SN 2001ig的超新星被归类为一种IIb型超新星。这种类型的超新星是不寻常的，因为大多数，但不是所有的，氢在爆炸之前已经消失了。这种类型的爆炸恒星是1987年由加州大学伯克利分校的团队成员Alex Filippenko首次发现。最初被认为来自于单个恒星，它们的风非常快，把外部壳都吹掉了。问题在于，当天文学家们开始寻找超新星产生的主要恒星时无法找到许多被剥离的超新星。

巴尔的摩太空望远镜科学研究所的团队成员Ori Fox解释说：这是特别奇怪的，因为天文学家预期它们将是最大规模和最明亮的原始恒星。同样的超级超新星数量比预计的要多。这一事实使科学家们推论出许多主要恒星是在低质量的双星系统中，他们开始证明这一点。在超新星爆炸后寻找一个双星伴侣不是一件容易的事。首先，哈勃望远镜必须距离地球相对近，才能看到这样一颗暗淡的恒星。SN 2001ig和它的同伴在这个极限，在这个距离范围内，没有多少超新星爆炸。更重要的是，天文学家必须通过精确测量来了解精确的位置。

2002年在SN 2001ig爆炸后不久，科学家们用欧洲南方天文台的超大望远镜(VLT)精确定位了这颗超新星的精确位置。2004年在智利Cerro Pachon的双子南天文台跟进，这个观察首先暗示了存在一个幸存的双星同伴。知道精确的坐标，Ryder和他的团队在12年后，随着超新星的光环消失，他们能够将哈勃聚焦在那个位置上。借助哈勃的精细分辨率和紫外线能力能够找到并拍摄幸存的恒星——只有哈勃能做的事情。在超新星爆发之前，这两颗恒星围绕彼此的轨道运行了大约一年。

当主恒星爆炸时，它对幸存同伴的影响远比人们想像要小。想像一下一个鳄梨皮，它代表恒星的气体包膜，它代表着恒星的稠密核心。当激波经过时，明胶可能会暂时拉伸和摆动，但鳄梨坑仍然完好无损。2014年福克斯和他的团队用哈勃望远镜发现了另一种IIb超新星的伴星SN 1993J。然而捕捉到了一个光谱，而不是图像，SN 2001ig是第一次有幸存的同伴被拍到。Filippenko说：我们终于抓住了那个贼，证实了我们的怀疑。也许有一半的“超新星”都有同伴，而另一半则通过恒星风失去了它们的外部包裹。Ryder和他的团队有一个最终的目标，那就是精确地确定有多少“超新星”和“脱光”的恒星有同伴。

他们的下一个尝试是看完全被剥离的超新星，而不是SN 2001ig和SN 1993J，它们只有大约90%被剥离。这些完全被剥离的超级新星在周围的恒星环境中与气体的相互作用并不大，因为它们的外膜在爆炸前很久就消失了。如果没有冲击作用，它们就会褪色得更快。这意味着团队只需要等待两到三年就能找到幸存的同伴。在未来，他们还希望利用詹姆斯·韦伯太空望远镜继续搜索，该团队当前工作的论文发表在《天体物理学杂志》上。

博科园-科学科普｜参考期刊：天体物理期刊｜来自：美国航天局戈达德太空飞行中心