中新網北京3月5日電 (記者 孫自法)在銀河系的近鄰宇宙中，富含氫元素的II-P型超新星約占全部超新星數(shù)量的35%-40%，其從何而來一直備受天文學界關注。
記者3月5日從中國科學院大學(國科大)獲悉，由該校天文與空間科學學院/中國科學院國家天文臺孫寧晨副教授領銜的國際合作研究團隊，最近在超新星起源領域研究取得重大突破——首次為II-P型超新星的雙星起源提供了強有力的觀測證據。
本項研究的超新星SN 2018gj在宿主星系中的位置，并藝術呈現(xiàn)其雙星前身星演化至爆發(fā)的完整過程。(牛澤茜 繪制)這項重要天文學研究進展的相關成果論文，近日以“一個II-P型超新星的雙星并合前身星”為題在學術期刊《科學通報》(Science Bulletin)發(fā)表。
論文共同第一作者和共同通訊作者孫寧晨介紹說，在本項研究過程中，研究團隊成功捕捉到II-P型超新星SN 2018gj的前身星。盡管該前身星的恒星大氣參數(shù)與其他II-P型超新星前身星相似，然而，它反常地位于宿主星系邊緣異常年老的環(huán)境中，且超新星的光變曲線呈現(xiàn)出異常短暫的“平臺期”。
為解開這一謎團，研究團隊創(chuàng)新融合了前身星直接探測、環(huán)境星族分析以及其爆發(fā)過程的流體動力學模擬等關鍵手段，成功證實這些觀測特征指向該超新星的雙星起源。
同時，研究團隊還借助新一代雙星演化模擬程序，成功揭示出該前身星系統(tǒng)經歷的一系列雙星間質量交換及并合的復雜演化歷史。
論文第一作者、國科大特別研究助理牛澤茜博士認為，這項研究工作，還凸顯出雙星相互作用在塑造超新星多樣性上起到的關鍵作用。
本項研究成果的相關示意圖。(國科大研究團隊 供圖)在論文共同作者、國際知名天體物理學家、英國牛津大學天體物理系菲利普·波德西亞德洛夫斯基(Philipp Podsiadlowski)教授看來，此次研究的一大亮點，就是利用美國哈勃和斯皮策太空望遠鏡等設備，對所有可能性進行仔細分析，完整揭示II-P型超新星及其前身星的來龍去脈，終于首次證實這類超新星長期預測但一直未被觀測到的雙星并合前身星。
孫寧晨指出，本項研究工作是觀測天文學家與理論天文學家深度交叉合作的典范，不僅為II-P型超新星的雙星起源這一長期懸而未決的問題提供可靠證據，也為搜尋更多“隱藏”的超新星起源開辟了新路徑。隨著中國空間站巡天空間望遠鏡、司天工程和美歐加合作詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)、美國薇拉·魯賓天文臺的時空遺珍巡天(LSST)等中外新一代天文設施的投入使用，未來有望發(fā)現(xiàn)更多未知起源的超新星事件。
據了解，超新星是宇宙中最劇烈的天文爆發(fā)現(xiàn)象之一，是時域天文學時代的核心研究課題。揭示其起源于何種前身星對于理解大質量恒星演化、爆發(fā)機制、致密天體形成等重大科學問題具有至關重要的意義。理論界早在數(shù)十年前便推測此類超新星可能源于雙星系統(tǒng)，近年研究甚至顯示其雙星起源比例高達30%-50%。不過，其雙星起源此前始終缺乏確鑿的觀測證據。(完)