哈勃在超新星爆发后揭示了幸存的伴星

美国宇航局的哈勃太空望远镜在一颗恒星爆炸死亡的现场发现了一个目击者：一颗之前隐藏在其伙伴超新星眩光中的伴星。这一发现是一种特殊类型超新星的第一次发现——在这种超新星中，恒星在爆炸前被剥离了整个外部气体包层。

这一发现提供了对大质量恒星的二元性质的重要见解，以及伴星最终合并的潜在前传，这些伴星将作为引力波在宇宙中嘎嘎作响，在时空本身的结构中产生涟漪。

这张艺术家的插图显示了超新星 2013ge，其伴星位于右下方。伴星受到来自超新星的冲击波的撞击，但并未被摧毁。随着时间的推移，天文学家观察到超新星的紫外 (UV) 光衰减，揭示了附近保持亮度的第二个紫外光源。理论认为，这两颗大质量恒星作为双星对一起演化，目前的幸存者在爆炸前吸走了其伙伴的外部氢气壳。最终，伴星也会变成超新星。

天文学家检测到超新星爆炸中各种元素的特征。这些元素像洋葱前超新星一样分层。氢存在于恒星的最外层，如果在超新星爆发后没有检测到氢，这意味着它在爆炸发生之前就被剥离了。

氢损失的原因一直是个谜，天文学家一直在使用哈勃望远镜寻找线索并检验理论来解释这些被剥离的超新星。新的哈勃观测提供了迄今为止最好的证据来支持这样一种理论，即一颗看不见的伴星在爆炸之前从它的伴星吸走了气体包层。

“这是我们一直在等待的时刻，终于看到了完全剥离的超新星的双星系统祖先的证据，”马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家奥里福克斯说，他是哈勃研究计划的首席研究员。“我们的目标是将这一研究领域从理论转移到处理数据并了解这些系统的真实情况。”

福克斯的团队使用哈勃的广角相机 3 在紫外线下研究超新星 (SN) 2013ge 的区域，以及之前在芭芭拉·A·米库尔斯基太空望远镜档案中的哈勃观测。从 2016 年到 2020 年，天文学家们看到这颗超新星的光随着时间的推移而逐渐减弱——但附近同一位置的另一个紫外线源保持了它的亮度。研究小组提出的这个潜在的紫外线发射源是 SN 2013ge 的幸存双星伴星。

两两？

此前，科学家们推测，一颗巨大的前身星的强风可以吹走它的氢气包层，但观测证据并不支持这一点。为了解释这种脱节，天文学家开发了双星伴星吸走氢的理论和模型。

“近年来，许多不同的证据都告诉我们，剥离的超新星很可能是在双星中形成的，但我们还没有真正看到伴星。研究宇宙爆炸的很多事情就像法医学——寻找线索，看看什么理论匹配. 感谢哈勃，我们能够直接看到这一点，”多伦多大学的玛丽亚·德劳特说，她是哈勃研究团队的成员。

在之前对 SN 2013ge 的观测中，哈勃在紫外线中看到了两个峰，而不仅仅是大多数超新星中通常看到的峰。福克斯说，对这种双重增亮的一种解释是，第二个峰值显示超新星的冲击波何时撞击一颗伴星，这种可能性现在看起来更有可能。哈勃的最新观测表明，虽然伴星受到了很大的推挤，包括它从伙伴身上吸走的氢气，但它并没有被摧毁。福克斯将这种效果比作一碗摇晃的果冻，最终会恢复到原来的形状。