科学家发现一种新型超新星:电子捕获超新星
超新星是一种比新星爆炸还要猛烈的星球大爆炸 , 一般都会出现在大质量的恒星或者是白矮星上 , 总的来说 , 超新星分为两种类型 , 一种是热核超新星:一般是双星系统中的白矮星(白矮星是由小于8倍太阳质量的恒星爆发留下的核心残骸)在获得伴星的物质后 , 当白矮星质量达到其质量上限的时候 , 就会发生热核超新星爆发;另外一种是核心坍缩型超新星 , 其主体是一颗大质量恒星(一般质量达到太阳质量的10倍以上) , 这样的大质量恒星在其生命末期 , 因为核燃料耗尽 , 核心就会发生坍缩 , 从而形成中子星或者是黑洞 , 引发超新星爆发 。
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但是在40年前 , 其实科学家还推测出一种理论上的超新星类型 , 这就是电子捕获超新星 。 一般来说 , 电子捕获超新星的原始恒星质量大约相当于8~9倍太阳质量 , 由此可见 , 要想形成电子捕获超新星 , 对原始恒星具有比较苛刻的质量要求 。
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那么这种电子捕获超新星具有哪些特征呢?让它们能够和其他两类超新星爆发区分开来 。
一颗正常生命周期中的恒星上具有两个对立的力量 , 分别是引力和核聚变产生的辐射压力 。 正是因为这两种力量的平衡 , 才导致恒星不至于被引力所压垮坍缩 。
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但是当恒星进入到它的生命末期的时候 , 核心的核聚变就会变弱乃至于是停止 , 这个时候引力就会大于辐射压力 , 从而导致恒星核心发生坍缩 , 像太阳大小的就会形成白矮星 , 同时还会抛掉外层物质 , 形成超新星爆炸 。 白矮星的物质非常致密 , 以至于电子之间的量子力可以阻止白矮星进一步坍缩 , 从而达成新的平衡 , 维持白矮星的稳定存在 。
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而对于质量大约10倍太阳质量的恒星来说 , 它们的质量更大 , 其核心核聚变能够一直产生到铁元素出现 , 当发生超新星爆发的时候 , 其内部的电子量子力并不足以抵挡引力 , 所以核心会继续坍缩 , 直到变成中子星或者是黑洞 。
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【科学家发现一种新型超新星:电子捕获超新星】能够发生电子捕获超新星爆炸的恒星质量介于8~9个太阳质量 , 这意味着其还不足以形成中子星和黑洞 , 其核心形成的元素只能是氧元素、镁元素之类的元素 , 无法合成铁元素 , 更加不会形成一些具有发射性的重元素 。 当电子捕获超新星形成的时候 , 有一些电子会被砸进原子核中 , 所以电子捕获超新星会形成富含中子的同位素 , 也正是因为这种电子俘获的特征 , 所以这类超新星就被命名为电子捕获超新星 。
科学家总结了电子捕获超新星的六个指标 , 分别是:质量为8~9个太阳质量的恒星、剧烈的核聚变导致恒星质量的损失比、核聚变产生的不寻常的特定元素、爆炸的时候比较弱、放射性重元素比较少、富含中子的同位素 。
虽然之前科学家也观测到了一些疑似电子捕获超新星 , 但是这些疑似案例中总会有一些指标不符合电子捕获超新星的要求 。 不过现在科学家在3100万光年外的NGC2146中发现了一颗被命名为SN2018zd超新星 , 它完全符合电子捕获超新星的六项指标 , 属于第一颗被确认的电子捕获超新星 。
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