宇宙中所有钙的一半：前所未有的观察结果在垂死的明星的最后时刻闪耀光线

艺术家对2019年富含钙的超新星的解释。显示在橙色是爆炸中产生的富含钙的材料。紫色表示在爆炸前的恒星脱落的气体，然后当材料与超新星冲击波碰撞时产生明亮的X射线发射。

富含钙的超新星第一次用X射线检查。

宇宙中所有钙的一半 - 包括我们牙齿和骨骼的非常钙 - 是在垂死的恒星的最后喘气中产生的。

这些恒星爆炸的称为“富含钙的超新星”是如此罕见的是，天体物理学家努力寻找并随后研究它们。因此，这些超新月的性质及其产生钙的机制仍然难以捉摸。

现在，西北大学领导的团队潜在地发现了这些罕见的神秘事件的真实性质。有史以来第一次，研究人员用X射线成像检查了富含钙的超新星，这在其生命和最终爆炸的最后一个月内提供了前所未有的瞥见。

新发现透露，富含钙的超新星是一个紧凑的星，在其生命的最后阶段期间脱落外层气体。当明星爆炸时，其物质与该外壳中的松散材料碰撞，发出明亮的X射线。整体爆炸导致强烈的温度和高压，驱动产生钙的化学反应。

“这些事件的数量是如此少，我们从未认识过富含钙的超新星，”这是一项研究研究的第一年的西北研究生Wynn Jacobson-Galan说。“通过观察这个明星在最近一个月内完成的明星在达到其批判性喧嚣的目的之前，我们凝视着一个以前未开发的地方，在瞬态科学中开设了新的研究途径。”

“在此活动之前，我们的间接信息有关富含钙的超新星可能不是或可能不是的信息，”该研究的高级作者西北的Raffaella Margutti说。“现在，我们可以自信地排除几种可能性。”

该研究将于今日（八月5,2020）在天体物理学杂志上发表。来自超过15个国家的近70名共同作者贡献了这篇文章。

Margutti是西北部的威辛艺术和科学学院物理学和天文学助理教授，以及Ciera成员（跨学科勘探和天体物理学研究中心）。Jacobson-Galan是马格蒂蒂瞬态研究组的NSF研究生研究员。

'全球合作被点燃'

业余天文学家乔尔牧羊犬首先发现了明亮的爆发，被称为Sn2019ehk，同时在西雅图镶出了。2019年4月28日，牧羊人使用了他的新望远镜来查看梅斯姐（M100），这是一个距离地球5500万光年的螺旋星系。第二天，框架中出现明亮的橙色点。牧羊犬报告了社区天文调查的异常。

“一旦世界知道在M100中有一个潜在的超新星，就会点燃全球合作，”雅各布逊 - 加兰说。“每个拥有着名望远镜的每个国家都转向了这个对象。”

这包括美国的领先的观察者，如美国宇航局的迅速卫星。凯克天文台在夏威夷和加利福尼亚州的勒克斯天文台。远程访问凯克的西北队是全球众多队伍之一，他们触发其望远镜以检查光学波长的SN2019EHK。加州大学圣塔巴巴拉研究生Daichi Hiramatsu是第一个触发SWIFT学习SN2019EHK的X射线和紫外线。Hiramatsu也是Las Cumbres Observenatory的一名员工科学家，在监测这个超新星与全球望远镜网络中发挥了至关重要的作用。

全球随访操作如此之快地在爆炸后10小时观察到超新星。用SWIFT检测到的X射线发射仅延伸五天，然后完全消失。

“在瞬态的世界里，我们必须在褪色之前非常好的东西，”马吉蒂说。“最初，没有人在寻找X射线。Daichi注意到了一些东西，并让我们发出了奇怪的外观，看起来像X射线。我们看着这个图像，实现了一些东西。它比任何人都在思考的那样令人发光。没有预测富含钙的瞬态的预先存在的理论将是如此发光的X射线波长。“

“最富有的富人”

虽然所有钙都来自恒星，富含钙的超新星包装最强大的冲床。典型的恒星通过在整个生命中燃烧的氦气慢慢地产生少量钙。另一方面，富含钙的超新世罕，在几秒钟内产生大量的钙。

“爆炸正试图冷却，”马格蒂蒂解释道。“它想泄露它的能量，钙排放是一种有效的方法。”

使用Keck，西北队发现SN 2019EHK在奇异的天体物理事件中发出了最多观察到的钙。

“这不仅仅是富含钙，”马吉蒂说。“这是最富有的富人。”

揭示新线索

SN2019EHK的简短光度告诉另一个关于其性质的故事。西北研究人员认为，星星在最后几天揭开了一层外层气体。当明星爆炸时，其材料与该外层碰撞，以产生X射线的明亮，能量爆裂。

“光度告诉我们星形棚和将材料到恒星的近距离的材料有多大的材料，”雅各布逊 - 加尔兰说。“在这种情况下，恒星在爆炸之前丢失了非常少量的材料。那材料仍在附近。“

虽然哈勃太空望远镜在过去的25年里一直在观察M100，但强大的设备从未注册过这首明星 - 这正在经历最终演变 - 负责SN2019EHK。研究人员使用哈勃图像在发生爆炸之前检查超新星网站，并说这是明星的真实性质的另一个线索。

“很可能是一个白色的矮人或非常低的巨大的巨大明星，”雅各布逊 - 加兰说。“这两个都会非常晕倒。”

“如果没有这种爆炸，你就不会知道那里的任何东西都在那里，”Margutti补充道。“甚至没有哈布尔可以看到它。”

有关此研究的更多信息：

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参考：“sn2019ehk：通过Wynn V.Jacobson-Galán，raffaella Margutti，Charles D. Kilpatrick，Daiichi Hiramatsu，Hagai Pers，大卫Khatami，Ryan J. Foley，Ryan J. Foley ，John Raymond，Sung-Chul Yoon，Alexey Bobrick，Yossef Zenati，LluísGalbany，詹妮弗安德鲁斯，彼得J. Brown，RégisCratier，乔治斯维迪亚斯，Mattheios Dimitriadis，Matthew Domitriad，Aprajita Howell，Hanindyo Kuncarayakti ，Danny Milisavljevic，Mohammed Rahman，CésarRojas-Bravo，David J. Sand，Joel Shepherd，斯蒂芬J. Smartt，Holland Stacey，Michael Stroh，Jonathan J. Swift，Giacomo Terran，Jozsef Vinko，Xiaofeng Wang，Joseph P. Anderson， Edward A. Baron，edo Berger，彼得K. Blanchard，Jamison Burke，David A. Coulter，Lindsay Demarchi，James M. Derkacy，Christoffer Fremling，Sebastian Gomez，Mariusz Gromadzki，Griffin Hosseinzadeh，Daniel Kasen，Levente Kriscics，Curtis McCully， Tomáse.Müller-Bravo，Matt Nicholl，Andrásordasi，CRA Ig Pellegino，Anthony L.Piro，AndrásPál，Juanjuan ren，Armin Rest，R. Michael Rich，Hanna Sai，KrisztiánSárneczky，肯·沉，菲利普·斯坦，Matthew R.Siebert，Candice Stauffer，RóbertSzakáts，新汉Zhang， Jujia Zhang and Kaicheng Zhang，8月5日2020年8月5日，Astrophysical Journal.doi：
10.3847 / 1538-4357 / AB9E66

研究，“SN2019EHK：具有发光X射线发射和冲击离子光谱特征的双峰致富的瞬态，“国家科学基金会（奖励DGE-1842165，PHY-1748958和AST-1909796）支持。）