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红超巨星在爆炸前会变暗

艺术家对恒星参宿四超新星的印象。 (提供:欧洲南方天文台/L. Calçada)

处于“红超巨星”阶段的大质量恒星在坍缩并爆炸为超新星之前的最后几个月中,在电磁波谱的可见部分中变得暗淡约 100 倍。 这是来自英国利物浦约翰摩尔斯大学和法国蒙彼利埃大学的研究人员的发现,他们模拟了一颗大质量恒星在爆炸前和处于爆炸前“茧”中时的样子。 这项工作可以帮助天体物理学家找出导致这些恒星爆炸的原因,并使天文学家能够捕捉到正在发生的爆炸。

大质量恒星被定义为比太阳重 20 到 XNUMX 倍的恒星。 在它们生命的最后阶段,这些恒星膨胀并冷却成为红超巨星 (RSG)。 根据最近的观察,大多数 RSG 前恒星可能被大量的星周物质 (CSM) 所包裹,然后这些物质可能会在超新星爆发前被恒星喷射出来。 然而,尚不清楚 CSM 将在多长时间内积累。 由于所谓的“超级风”,它会在几十年内形成吗? 或者通过短暂的爆发需要不到一年的时间?

模拟爆炸前 RSG 的可见光谱

为了揭开这个谜团,由 本·戴维斯 of 利物浦约翰摩尔斯 模拟了 RSG 在爆炸前和被爆炸前 CSM 包围时的可见光谱。 他们发现这些恒星在爆炸前不久应该几乎不可见,因为 CSM 吸收了几乎所有可见波长的光。 “密集的 CSM 几乎完全遮住了恒星,使其在电磁波谱的可见部分暗淡 100 倍,”戴维斯解释道。 “这意味着在恒星爆炸的前一天,它几乎检测不到。”

他补充说,望远镜档案中充满了随机包含已经成为超新星的大质量恒星的图像。 例如,研究人员在附近的星系中寻找古老的恒星时,可能会意外地拍摄到一颗 RSG,然后在几年后继续爆炸。 在这些爆炸前的图像中,即将死亡的恒星看起来又大又亮,就像大质量恒星总是做的那样,这意味着它们还不能形成预测的星周茧。

“这告诉我们,在恒星生命的最后几年,它会在几个月内从非常明亮变为几乎看不见,”他说 物理世界. “这是超新星即将爆发的迹象,表明茧在不到一年的时间内形成,速度非常快。”

Superwind模型可以排除

他说,结果还意味着可以排除超级风模型,因为在这种情况下,RSG 在爆炸前会被遮蔽数十年。

新作品,详见 皇家天文学会月刊,可以帮助优化未来的设施,例如 维拉鲁宾天文台,将在未来几年内上线,搜索大质量恒星。 戴维斯解释说:“此类程序每隔几个晚上就会对天空的很大一部分进行调查,从而监测数十亿颗恒星,包括数千颗 RSG。” “如果其中一个 RSG 开始急剧变暗,我们可以触发警报,开始更仔细地观察这颗恒星。 这将是找出导致这些爆炸前爆发的原因的第一步。”

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