光沢のない超新星は、天の川の珍しい星のペアを明らかにします

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異常な星系は、超新星で爆発したとき、より多くのバズを作り、バンバンを減らしました.

「超抽象的な」超新星として知られるかすかな爆発により、研究者は地球から 11,000 光年離れた 2 つの星を発見しました。

これは、中性子星が衝突して爆発し、金やその他の重元素を宇宙に放出するときに、いつかキロノバを生成する星系の最初の確認された検出です。 この珍しい星のペアは、天の川銀河にある約 10 個の星のうちの 1 つと考えられています。

発見は長い間来ています。

2016 年、NASA の Neil Gehrels Swift Observatory は、高温で明るい Be 星と同じ空の領域から発生した X 線光の大きな閃光を検出しました。

天文学者はこの 2 つが関連付けられるかどうかに興味を持っていたので、データはチリ北部にあるセロ トロロ インターアメリカン天文台の 1.5 メートルの望遠鏡を使用して取得されました。

このデータを使用して星についてさらに学ぶことに興味を持っているのは、現在エンブリー・リドル航空大学の物理学と天文学の助教授であるノエル・リチャードソン博士です。

2019年、大学の学部生であるクラリッサ・パバオは、天文学の授業に出席しているときにリチャードソンに電話して、天文学研究の経験を積むために取り組むことができるプロジェクトがあるかどうか尋ねました. 彼は望遠鏡のデータを彼女と共有し、パンデミックの間ずっと、パバオはチリの望遠鏡からのデータを操作し、データをクリーンアップして歪みを減らす方法を学びました。

「望遠鏡は星を見て、すべての光を取り込むので、その星がどのような元素で構成されているかを見ることができますが、Be 星はその周りに物質の円盤を持つ傾向があります」と Pavao 氏は言います。 「これらすべてを直接見るのは難しい」

彼女は予備的な結果 (散布図のようなもの) をリチャードソンに送りました。リチャードソンは、二重星系の軌道を決定したことに気付きました。 追跡観測は、CPD-29 2176 と名付けられた連星系の軌道を検証するのに役立ちました。

しかし、この軌道は彼らが期待したものではありませんでした。 通常、連星は互いに楕円軌道を描いています。 CPD-29 2176 では、約 60 日ごとに繰り返される円形パターンで、1 つの星が他の星を周回します。

2 つの星は、一方が大きく、他方が小さく、非常に近い軌道で互いに周回していました。 時間が経つにつれて、大きな星は自身の水素を放出し始め、小さな星で物質を放出し始め、太陽の質量の 8 倍から 9 倍から 18 倍から 19 倍の質量に成長します。 比較のために、太陽の質量は地球の 333,000 倍です。

副星が作られるにつれて、主星はどんどん小さくなり、燃料をすべて使い果たすまでに、残りの物質を宇宙に打ち上げるための巨大でエネルギッシュな超新星を作り出すには十分ではありませんでした.

代わりに、爆発は失敗した花火の点火のようでした.

「この星は非常に枯渇していたので、爆発には、その軌道を同様の連星で見られる典型的な楕円形にするのに十分なエネルギーがありませんでした」とリチャードソンは言いました。

超新星爆発の後に残ったのは、中性子星として知られる密集した残骸で、現在は高速自転する巨大な星の周りを回っています。 星のペアは、約 500 万年から 700 万年の間、安定した配置を保ちます。 質量と角運動量の両方が Be 星に伝達されているため、ガスの円盤を放出してバランスを維持し、バラバラにならないようにします。

最終的に、二次星も最初の星と同じように、燃料を燃やして膨張し、物質を放出します。 しかし、この物質は中性子星に簡単に蓄積することはできませんでした。 二次星は、同様にかすかな超新星を経験し、中性子星に変化する可能性があります。

時間の経過とともに (おそらく数十億年後)、2 つの中性子星は融合し、最終的に半径方向に爆発します。 キロノバ、金などの重元素を宇宙に放出します。

「これらの重元素のおかげで、私たちは自分らしく生きることができます。たとえば、ほとんどの金は、私たちが研究した連星系の超新星や中性子星の残骸に似た星によって作られました。天文学は、世界と私たちの世界についての理解を深めます。その中に入れてください」とリチャードソンは言いました。

「私たちがこれらのものを見るとき、私たちは時間を振り返っています」とパバオは言いました. 「私たちは、太陽系がどこに向かっているのかを教えてくれる宇宙論についてさらに学んでいます。人間として、私たちはこれらの星と同じ要素から始めました。」

彼らの調査結果を詳述した研究が水曜日にジャーナルに掲載されました 自然.

Richardson と Pavao は、ニュージーランドのオークランド大学の物理学者 Jean J. Eldridge とも協力しました。Eldridge は連星系とその進化の専門家です。 Eldridge は、数千の連星モデルを検討し、彼らの研究のものと同様に、天の川全体で 10 個しかない可能性が高いと推定しました。

次に、研究者たちは Be Star 自体についてさらに詳しく知りたいと考えており、ハッブル宇宙望遠鏡で追跡観測を行いたいと考えています。 また、パヴァウは卒業を目指しており、習得した新しいスキルを使用して天体物理学の研究を続けています。

「連星系や超新星の進化史に取り組むことになるとは思いもしませんでした」とパヴァウ氏は語った。 「それは素晴らしいプロジェクトでした。」