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最重的恒星可能不会以超新星的形式爆炸,而只是默默地内爆成黑洞 | TechNews科技新报

一般来说,人们认为所有质量大于太阳 10 倍的恒星最终都会成为超新星,但新的研究表明情况并非如此。

在一颗垂死的大型恒星模型中,核心坍缩形成超新星,发生在质量超过太阳 9-10 倍、高达太阳质量 40-50 倍的恒星中。 超过这个质量上限的恒星可以直接坍缩成黑洞而不是超新星。 质量超过太阳 150 倍的超大质量恒星可以爆炸为超新星。 这些“巨星”并没有因为原子核坍缩而爆炸,而是产生了所谓的对不稳定效应,即原子核产生的光子碰撞会产生电子和正电子对。

这项新研究表明,超新星中原子核的坍塌可能比预期的要少得多。 研究小组观察到了一对名为 Arp 299 的碰撞星系的元素丰度。由于星系处于碰撞阶段,该区域已成为超新星的温床。 因此,Arp 299 中元素的丰度应该高度依赖于超新星爆炸释放的元素。 测量铁氧丰度比和氖镁氧比后发现,Ne/O和Mg/O的比值与太阳相似,而Fe/O的比值则为远低于太阳。

研究小组观察到的比率并不符合核心坍缩的标准模型,但发现如果排除任何质量超过太阳23-27倍的超新星,数据与超新星模型非常吻合。 . 也就是说,如果恒星在质量约为太阳质量的 27 倍时坍缩成黑洞,模型和观测结果是一致的。

这项研究的结果并不能证明超新星的质量上限低于预期,也有可能是超新星产生的氖和镁含量高于模型预测的。 无论如何,关于大明星的最后一战,还有很多事情要知道。

(本文经台北天文馆许可转载;第一张图为哈勃望远镜拍摄的碰撞星系Arp 299,来源:NASA)

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