天文學家首發現「殭屍恆星」,重複自爆 ∞ 復活過程

作者 | 發布日期 2017 年 11 月 13 日 18:16 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

理論上,超新星爆炸之後就該邁入死亡,但一個國際天文團隊最近在距離地球約 5 億光年處發現 1 顆「屍變」的超新星,於過去半個世紀內多次自爆、滿血復活再自爆,完全混淆科學家對現有超新星生命週期的理解。研究團隊初步假設,不會死亡的超新星可能與大小有關,以致傳統的死亡理論不適用這個龐然大物。



超新星(supernova)是某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸,這種垂死前的掙扎極其刺眼,過程中突發的電磁輻射能照亮所在的整個星系,並持續幾週至幾個月才逐漸衰減為不可見。期間,一顆超新星發出的輻射能量可與太陽一生輻射能量的總和相當,且超新星爆炸,甚至有可能促成類似太陽系的形成。

通常超新星爆炸後的亮光會在 100 天內消失,有些可能持續超過 130 天,但非常罕見。不過來自夏威夷凱克天文台(Keck Observatory)的科學家最近發現異乎規則的現象,名為「iPTF14hls」的超新星從 2014 年觀測至今,3 年內至少經歷過 5 次死亡、復活的屍變過程,亮光持續了近 600 天。

2014 年 9 月,位於聖地牙哥的望遠鏡觀測到「iPTF14hls」超新星爆炸,科學家按照基本流程對其光線進行分析以了解爆炸物質的化學成分,並將之歸類為常見的「II-P 型超新星」,即在光譜分析中,最大亮度之後的光度下降曲線會出現「高原區」,視星等會維持幾個月穩定不變,然後才繼續下降。一切都很正常,直到幾個月後,凱克天文台的科學家發現這顆黯淡的超新星又重新變得明亮。

科學家有感不尋常而回頭翻閱舊資料,驚訝發現在 1954 年時,同一地點就已有超新星爆炸紀錄,1993 年的數據它看起來更似乎「已經消失」,直到 2014 年再次劃亮星空,這代表過去半個世紀以來,超新星不斷重複吸收物質、崩潰爆炸的過程。這項研究已發表在《自然》期刊。

據《Space.com》報導,加州大學聖克魯茲分校天體物理學家史蒂芬‧沃斯利(Steven Woosley)解釋這種現象可能有兩種假設:第一種是涉及愛因斯坦質能互換公式 E = mc² 的脈動對不穩定(pulsation pair instability,PPI)超新星,可解釋「iPTF14hls」持續發光的現象,但無法解釋「iPTF14hls」的巨大能量從何而來。

第二種則認為該恆星質量是太陽的 20~30 倍,經歷爆炸後凝結成被稱為「磁星」的中子星,每秒旋轉 1,000 次的中子星可產生高達 1014~15 倍地球強度的磁場,在旋轉數月後源源不絕釋放出能量。但磁星的假設也不完全吻合,它無法解釋「iPTF14hls」亮度的峰值。

就目前而言,這顆超新星恆星的身分仍是謎,但這可能也暗示許多超新星其實都是「殭屍」,已經保存在檔案紀錄裡,只等天文學家再次觀測到它們爆炸。

(首圖來源:NASA)