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科技 研究探讨密集的活跃星系核盘中的超新星爆炸

本帖由 漂亮的石头2021-08-16 发布。版面名称:新闻聚焦

  1. 漂亮的石头

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    据外媒报道,Ia型超新星涉及一个接近其钱德拉塞卡极限(Chandrasekhar limit )质量的爆炸的白矮星。由于这个原因,Ia型超新星爆炸几乎具有普遍性,是估计爆炸距离的绝佳工具,就像一个宇宙距离阶梯。坍缩的大质量恒星会形成另一种超新星(II型),其特性更加多变,但其峰值光度相当。

    [​IMG]

    迄今为止,最光亮的事件发生在气态环境下的核心坍缩超新星中,当时爆炸附近的环星介质将动能转化为辐射,从而提高了光亮度。周边物质的来源通常是大质量恒星外层的恒星风,因为它们在爆炸前被排出。​

    然而一个=问题是,Ia型超新星在密集的气态环境中会是什么样子?在这种情况下,周围的星际介质的来源又是什么?它们是否也会比其他恒星更亮?为了解决这个问题,OzGrav的研究人员Evgeni Grishin、Ryosuke Hirai和Ilya Mandel与一个国际科学家团队一起,研究了活动星系核中心区域周围致密吸积盘中的爆炸情况。他们构建了一个分析模型,得出了各种初始条件下的峰值光度和光曲线,如吸积盘的特性、超大质量黑洞的质量、爆炸的位置和内部特性(如初始能量、喷射物质量)。该模型还使用了最先进的辐射流体力学模拟套件。​

    爆炸在环绕恒星的介质中产生了冲击波,并逐渐向外传播。最终,冲击波到达一个光学上足够薄的外壳,这样光子就可以"破壳而出"。这个“破壳”的位置和光子扩散的时间决定了光曲线的特性。​

    如果环绕恒星的介质的数量远远小于喷出物的质量,那么光曲线看起来与Ia型超新星非常相似。反之,一个非常大的环星物质可以扼杀爆炸,它将不会被看到。“甜蜜点”位于两者之间,即喷出物的质量与周围恒星物质的数量大致相当的地方。在后一种情况下,峰值光度比标准Ia型超新星大100倍,这使得它成为迄今为止最亮的超新星事件之一。​

    描述这项工作的研究论文最近发表在《皇家天文学会月刊》上。发光的爆炸可以在吸积盘中观察到,也可以在超大质量黑洞质量较小的星系中观察到,在这些星系中,背景活动星系核活动不会阻碍先进仪器的观察。​

    光子扩散和冲击爆发的基本物理过程可以用诗歌来创造性地解释:​


    All of a sudden, the heat is intense.​

    We must cool down, but the path is opaque.​

    Every direction around is so dense,​

    Which one should the photons take?​

    They have to break out, for God’s sake…​

    At first, they are stuck, no matter the way,​

    They sway side to side, they randomly walk.​

    The leader in front leads them astray,​

    How hogtied is this radiant flock…​

    But wait, do you also gaze at the shock?​

    The ominous furnace is starting to snap,​

    Its violent grip getting frail.​

    The path is now clear, the direction is “up!”​

    We’re sitting on the shock front’s tail.​

    We’re seizing the shock, we’ll prevail!​

    The shock front behind us, but we’re still out of place,​

    We propel with incredible might.​

    We keep on ascending, increasing the pace,​

    Any particle is now out of sight,​

    In this vacuum, we’re free from inside,​

    And can travel as fast​

    as the light.​
     
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