天文学家揭示了独特的超新星遗迹的新细节

银河系中唯一已知的超新星遗迹具有出乎意料的复杂结构：气结链，就像串上的珍珠，每个气结的宽度都足以容纳太阳系的几倍。奥地利科学技术研究所 (ISTA) 助理教授伊拉里亚·卡亚佐 (Ilaria Caiazzo) 领导的国际团队利用双子座北望远镜获得了 Pa 30 最详细的图像，揭示了大约 850 年前在历史超新星中观察到的新的、令人惊奇的特征。研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

这是烟花表演吗？这个物体被描绘成蒲公英一样的大规模恒星爆炸的残余物，向我们展示了爆炸的后果。它的不寻常特征是一颗幸存的“僵尸星”——一颗未完全爆炸的恒星的残骸。

Pa 30 超新星遗迹星云于 2013 年首次被一位公民科学家发现，后来被认为与 1181 年日本、中国和阿拉伯历史资料中独立观测和记录的历史性星暴有关。这将 Pa 30 与有记录的前望远镜创新之一联系在一起，而这些创新的遗迹长期以来一直不为人知。

由天体物理中心蒂姆·坎宁安 (Tim Cunningham) 领导的国际天文学家团队使用 NOIRLab 的双子座北望远镜 |哈佛与史密森学会以及奥地利科学技术研究所 (ISTA) 助理教授伊拉里亚·卡亚佐 (Ilaria Caiazzo) 现在公布了 Pa 30 最详细的视图。他们的发现：看似光滑的“烟火”条纹实际上是类似珍珠的绳结链，排列成足够长的绳子，可以排成一排或宽十倍。在我们的太阳系中，还有剩余空间。

我们银河系中唯一已知的例子

Pa 30距离地球约7,500光年，从天文学标准来看，距离地球相对较近；比银河系中心近得多，大约26,000光年远。虽然这些距离听起来很大，但与宇宙的宏大规模相比却非常小。

Pa 30 是银河系中唯一已知的同类天体。虽然天文学家在其他星系中发现了几个类似的物体，但它仍然是我们的望远镜可以看到其核心不完全爆炸遗迹的唯一物体——一颗“僵尸恒星”。这种不完全爆炸被称为 Iax 型超新星，是一种罕见的恒星爆炸。研究人员认为，Pa 30 是由两颗白矮星碰撞形成的，白矮星是超密集恒星在地球上的残余物，这些恒星已经耗尽了燃料并脱落了外层。

“由于 Pa 30 距离地球很近，我们可以看到这么多细节，”卡亚佐说。 “这种接近性使得 Pa 30 成为有价值的训练的独特之处。”

罕见，但并非异常？

根据坎宁安的说法，我们的星系也可能是尚未被观测到的 Iax 型超新星遗迹的所在地。

“星暴的可靠历史记录只持续了大约一千年。据我们所知，类似的遗迹可能仍然潜伏在我们银河系的黑暗中，”他说。 “今天，我们很幸运地拥有一个有趣的物体，我们知道天文学家已经观察到了这个物体，他们在望远镜发明几个世纪之前就记录了该事件的三个​​独立历史记录。”

尽管 Iax 型超新星很罕见，但该小组将 Pa 30 确定为其中之一也就不足为奇了。

“随着新望远镜继续探测我们夜空的深处，我们可能会发现更多类似的物体，”现任英国华威大学助理教授的坎宁安补充道。

就像串上的珍珠

研究小组分析了光谱红色部分中电离硫 (S II) 的发射线和以蓝绿色调显示的双电离氧 (O III) 的发射线。 S II 观测结果显示的丝状特征比之前图像所能解析的多了近十倍。数据还显示，Pa 30 细丝由气体节点的刚性链组成，这些气体节点似乎具有基本上均匀的尺寸。

卡亚佐说：“我们太阳系的行星区域在每个节点可以容纳大约十倍。” “这些结非常均匀。我们很高兴尝试对它们进行图案化。”

研究小组还发现，一颗幸存的僵尸恒星似乎几乎完美地坐落在星云的中心。在许多超新星中，不对称爆炸将任何幸存的恒星“扫”离爆炸中心。

“爆炸可以保存动力，”卡亚佐说。 “如果爆炸本身是完全对称的，那么发射也应该是对称的，幸存的恒星不应该受到重大冲击。” “我们能够测量残余恒星横向冲击速度的精确上限，结果表明它小得惊人。我们几乎没有看到恒星正在远离。”

天文观测的来源

为了进行这些新的观测，研究小组使用了位于夏威夷莫纳克亚山的双子座北望远镜，该望远镜海拔超过 4,200 米。双子座北站是双子座国际天文台的一半，其双子望远镜南双子座位于智利。它由美国国家科学基金会 (NSF) 部分资助，并由 NSF NOIRLab 管理。该望远镜的功能加上其位于最好的天文台之一的位置，使团队能够获得迄今为止 Pa 30 的最佳图像和分析。

关于 Pa 30 仍然存在许多问题，这些观测结果可能有助于天文学家在其他地方识别类似的遗迹。

“天文学已经进入大数据时代，”坎宁安说。 “我们的发现帮助我们筛选大量数据集。”

卡亚佐补充道，“一般来说，我们观察太空越远，探测微弱信号并解释它们就越困难。虽然我们可以将遥远星系中的Iax型视为点光源，但只有在我们自己的星系和最近的星系以及附近的星系中才能解决类似物体的爆炸残留物。”

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