雙峰型超新星如何爲前期爆發提供線索？

新的研究有助於瞭解大質量恆星的演化過程及其最終階段、雙星相互作用的作用以及質量損失背後的機制，這些最終都會對所產生的超新星及其遺蹟的特性產生影響。這項工作還提供了對不同前身質量以及可能導致不同類型質量損失的情景的洞察，揭示了控制大質量恆星生命週期的複雜過程。

研究小組對這些前身的物理性質作出了限定，並提出了可能的質量損失機制，增強了對恆星演化和超新星多樣性的理解。

紐約州立理工學院物理學助理教授樑成志（Shing-Chi Leung）博士是與茲威基瞬態設施（ZTF）團隊合作研究項目中題爲“從茲威基瞬態設施探測雙峰型 Ibc 超新星的超新星前質量損失”一文的作者之一。ZTF 是在加利福尼亞州帕洛瑪建造的望遠鏡，主要由加州理工學院（CalTech）的研究人員維護。

這篇文章發表在 發表 於 《天體物理學雜誌》，該項目由加州理工學院研究生 Kaustav K. Das 領導。

超新星是恆星的爆炸。依據前身星的情況，它們的亮度在爆炸後的 20 - 100 天內可以達到最亮，然後再次在黑暗的天空中消失。

傳統上，天文學家需要將夜空圖像與參考圖像進行比較，並尋找難以解釋的亮點，這些亮點可能是超新星的候選者。然後天文學家進行後續觀測，以記錄超新星光信號的詳細演變。這個過程之所以可能很慢，是因爲它並非自動化的，長時間的響應時間可能會錯過快速演變的天體。

茲威基瞬變設施旨在藉助自動化的實時數據處理管道、專用的光度後續望遠鏡和所有檢測到的天文源的完整檔案來解決這一難題。這使得天空中瞬變事件的捕獲、分類和分析能夠持續進行。自 2017 年 ZTF 啓動以來，該望遠鏡已經探測到約 9000 顆超新星。

隨着大量新超新星被發現，一類新的超新星已然出現。

這些超新星的拋射物中不含氫或硅（又名 Ib/c 型超新星），並且其亮度具有顯著的雙峰特徵，第一個峰值在爆炸後約 10 天迅速出現。

正常的超新星在整個爆炸過程中，其光度大多隻呈現一個峰值。雙峰表明恆星在最終爆炸之前有一個爆發階段。這次爆發猶如一次“小型爆炸”，把恆星邊緣的一些物質拋走。爆發之後，最終的爆炸發生，高速物質與之前拋射的物質相互作用，產生了所觀測到的雙峰信號。

“過去，我們偶爾知道存在這樣的超新星，但不知道它們是否是一次性事件，或者這些超新星背後是否有一個系統的圖景，”樑博士解釋說。“有了 ZTF 所支持的統計數據，我們能夠相信這種爆發背後存在一個強大的機制。那麼問題就變成了：當我們仍然能夠解釋普通超新星時，我們是否有一個一致的圖景來解釋這些爆發？”

在這個項目中，樑博士研究了他先前用於預測超新星爆發前狀況的模型。

他們發現，爆發參數可能與一種相對不常見的超新星類別——脈衝對不穩定性超新星相契合。

因此，這能否完全解釋這個不同尋常的子類以及相關事件的數量，是一個存在爭議的問題。

“雖然目前結論尚未確定，但得知超新星可能比我們原先所想的更令人困惑，這依然令人感到興奮，”樑博士說道。

“而且我們預計在本十年的後半段會有更多的數據可供使用。

魯賓天文臺（原名大型綜合巡天望遠鏡）將於 2025 年投入使用，科學界預計將探測到約 10 倍數量的超新星。

如此大量的新數據必定會爲揭示超新星物理學以及這些特殊天體不爲人知的一面提供新的認識。