洞察壮观的紫外闪光产生的暗能量–最终可以解释白矮星是如何爆炸的以及铁的产生

天体物理学家已经第二次发现伴随白矮星爆炸的壮观的紫外线（UV）闪光。

这是一种极为罕见的超新星，它将为人们提供一些长期存在的谜团的真知灼见，其中包括导致白矮星爆炸的原因，暗能量如何加速宇宙以及宇宙如何产生重金属（例如铁）。

西北大学天体物理学家亚当·米勒（Adam Miller）表示：“紫外线闪光告诉我们有关白矮星爆炸的一些非常具体的信息。”“随着时间的流逝，爆炸的物料离源头越来越远。随着材料的变薄，我们可以看到越来越深。一年后，这种材料将是如此之薄，以至于我们将一直看到爆炸的中心。”

米勒说，到那时，他的团队将更多地了解这颗白矮星以及所有白矮星，它们都是死星密集的残余物，它们是如何爆炸的。

该论文将于今天（2020年7月23日）在《天体物理学杂志》上发表。

蓝点表示被称为SN2019yvq的超新星事件的大概位置，该事件发生在距地球1.4亿光年的一个相对较近的星系中，非常接近龙形的Draco星座的尾巴。

米勒（Miller）是西北天体物理学跨学科探索与研究中心（CIERA）的研究员，也是时空公司数据科学研究金计划的遗留调查负责人。

常见事件，难得一见

研究人员使用加利福尼亚的Zwicky瞬变设施，于2019年12月发现了奇特的超新星-爆炸发生仅一天后。该事件被称为SN2019yvq，发生在距离地球1.4亿光年的一个相对较近的星系中，非常接近龙形的Draco星座的尾巴。

几个小时之内，天体物理学家就利用NASA的尼尔·盖勒斯·斯威夫特天文台研究了紫外线和X射线波长下的现象。他们立即将SN2019yvq归类为Ia型（读作“ one-A”）超新星，这是白矮星爆炸时经常发生的事件。

先前的Ia型超新星。

米勒说：“这些是宇宙中最常见的爆炸。”“但是，特别的是这种紫外线闪光灯。天文学家已经搜索了多年，却从未找到它。据我们所知，这实际上是第二次看到Ia型超新星的紫外线。”

谜团

这种罕见的闪光持续了几天，表明白矮星内部或附近的东西非常热。由于白矮星随着年龄的增长而变得越来越冷，因此热潮使天文学家感到困惑。

米勒说：“产生紫外线的最简单方法是使物体变得非常非常热。”“我们需要比太阳热得多的东西–比太阳高三到四倍。大多数超新星并不那么热，因此您不会受到非常强烈的紫外线辐射。这个超新星发生了不寻常的事情，从而产生了非常热的现象。”

米勒和他的团队认为，这是理解白矮星为何爆炸的重要线索，这一直是该领域的一个长期谜团。当前，存在多个相互竞争的假设。Miller对探索四种不同的假设特别感兴趣，这些假设与他的团队从SN2019yvq进行的数据分析相匹配。

可能导致白矮星因紫外线闪光而爆炸的潜在情况是：白矮星会消耗其伴星，并且变得巨大而不稳定，以至于爆炸。白矮星和伴星的物质相撞，产生紫外线辐射;白矮星核心中的极热放射性物质与其外层混合，使外壳达到比平常更高的温度;氦的外层点燃其中的碳白矮星会引起极热的双重爆炸和紫外线闪光;两个白矮星会合并，并与发射UV辐射的碰撞弹射一起触发爆炸。

米勒说：“一年之内，我们将能够找出这四种可能性中哪一种是最有可能的解释。”

惊天动地的见解

一旦研究人员知道了造成爆炸的原因，他们将运用这些发现来更多地了解行星的形成和暗能量。

由于宇宙中的大多数铁都是由Ia型超新星产生的，因此，对这种现象的更深入的了解可能会告诉我们有关我们自己星球的更多信息。例如，来自爆炸恒星的铁形成了包括地球在内的所有岩石行星的核心。

“如果您想了解地球是如何形成的，则需要了解铁的来源以及需要多少铁，”米勒说。“了解白矮星爆炸的方式使我们对铁是如何在整个宇宙中产生和分布的更精确的理解。”

照明暗能量

白矮星在物理学家目前对暗能量的理解中也已经发挥了巨大作用。物理学家预测，白矮星爆炸时都具有相同的亮度。因此，Ia型超新星被视为“标准蜡烛”，从而使天文学家能够精确计算爆炸距离地球的距离。使用超新星测量距离导致了暗能量的发现，这一发现获得了2011年诺贝尔物理学奖。

米勒解释说：“我们没有直接的方法来测量到其他星系的距离。”“大多数星系实际上正在远离我们。如果在遥远的星系中有Ia型超新星，我们可以用它来测量距离和速度的组合，从而确定宇宙的加速度。暗能量仍然是个谜。但是这些超新星是探测暗能量并了解暗能量的最佳方法。”

通过更好地理解白矮星，米勒相信我们有可能更好地了解暗能量以及它使宇宙加速的速度。

他说：“目前，在测量距离时，我们将所有这些爆炸视为相同，但是我们有充分的理由相信存在多种爆炸机制。”“如果我们能够确定确切的爆炸机制，我们认为我们可以更好地分离超新星并进行更精确的距离测量。”

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参考：AA Miller，MR Magee，A。Polin，K.Maguire，E.Zimmerman，Y.Yao，J.Sollerman，S.Schulze，DA Perley和M.Kromer撰写的“异常的Ia型超新星2019yvq发出的壮观紫外线” ，S。Dhawan，M。Bulla，I。Andreoni，EC Bellm，K.De，R.Dekany，A.Delacroix，C.Fremling，A.Gal-Yam，DA Goldstein，VZ Golkhou，A.Goobar，MJ Graham ，I。Irani，MM Kasliwal，S。Kaye，Y.-L。 Kim，RR Laher，AA Mahabal，FJ Masci，PE Nugent，E.Ofek，ES Phinney，SJ Prentice，R.Riddle，M.Rigault，B.Rusholme，T.Schweyer，DL Shupe，MT Soumagnac，G.Terreran， R.Walters，L.Yan，J.Zolkower和SR Kulkarni，2020年7月23日，《天体物理学杂志》。
10.3847 / 1538-4357 / ab9e05

该论文得到了大型天气观测望远镜公司，布林森基金会和摩尔基金会的部分支持。