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翻译：陆寅枫
校正：田程偲
编列：陶邦惠
后台：库特莉亚芙卡 李子琦
https://phys.org/news/2019-08-total-annihilation-supermassive-stars.html
不稳定对超新星SN 2016iet的艺术幻想图
Credit: Joy Pollard/Gemini Observatory/NSF/NASA
在一个悠远的星系中，发生了一场前所未见的超新星迸发。这场超新星迸发使得地舆学家不得不将几十年的研讨置于一边，而把注意力转移到一种新的超新星上。这种超新星迸发时能够将其母星完全消灭，不留一点残骸。这场地舆学家之前从未目击过的超新星迸发事情或许展现了世界中第一代恒星以及那些质量最大的恒星是怎么逝世的。
这颗被命名为SN 2016iet的超新星开始是由欧洲空间局（ESA）的盖亚（Gaia）太空望远镜于2016年11月14日发现的。随后的三年中，地舆学家对它进行了亲近的盯梢观测，其间运用了多台望远镜，包含坐落夏威夷莫纳克亚火山的北双子望远镜和它搭载的多目标光谱仪。这些盯梢观测为剖析这颗超新星的间隔和成分等供给了重要的信息。
坐落夏威夷莫纳克亚火山的北双子望远镜
Credit: Gemini Observatory
“在咱们运用的那么多台望远镜中，北双子供给的有关这颗超新星的观测数据是最有深度的。”哈佛-史密松天体物理中心的伊多·伯格（Edo Berger）说道。“它让咱们能够在发现SN 2016iet的八百多天后还能继续研讨它，虽然这时它的亮度现已只要刚迸发时的百分之一了。”
美国国家科学基金会（NSF）的项目主任，克里斯·戴维斯（Chris Davis）弥补道：“双子座望远镜这次特殊的观测效果展现了研讨千变万化的世界的重要性。为了全面了解咱们的世界，在天空中寻觅忽然的迸发事情并敏捷观测它们，然后再进行几天、几周、几个月乃至几年的盯梢观测是至关重要的。两三年后行将投入运用的大型归纳巡天望远镜（Large Synoptic Survey Telescope, LSST）将会发现数以千计个这样的地舆事情，而双子座望远镜是进行盯梢观测的不贰挑选。”
在这次观测中，望远镜在超新星的方位只发现了十分弱小的氢元素排放，这标明晰SN 2016iet的前身星一向处在一个恒星构成不那么活泼的孤立区域。对一颗质量如此之大的恒星来说，这不是一个常见的环境。“虽然几十年中咱们现已观测了数千颗超新星，这次的发现与从前任何一次都不同。有些时分，咱们或许会发现一颗超新星只要某个方面异乎寻常，可是其他方面都很正常。可是SN 2016iet却在各个方面都很共同。”伯格继续说道。
SN 2016iet的共同之处包含它继续极长的迸发时刻、适当大的能量开释、不寻常的化学痕迹以及缺少重元素的构成环境。此前在地舆研讨中从未呈现过相似的事例。
SN 2016iet和它最有或许的宿主星系的相片，它们之间相距54000光年。这张相片由坐落智利拉斯坎帕纳斯地舆台的麦哲伦望远镜（克莱）于2018年7月9日拍照。Credit: GEMINI Observatory
SN 2016iet不同寻常的特征标明晰它开始是一颗约为200倍太阳质量的恒星，它在一切被观测过的单颗恒星迸发中归于质量最大，能量最高的恒星迸发之一。越来越多的依据标明世界中的第一代恒星或许与其质量适当。地舆学家猜测假如这些“远古巨兽”在它们时刻短的终身（仅几百万年）中都能保有如此大的质量的话，那他们逝世时就会变成不稳定对超新星（得名于迸发时发生的物质与反物质对）。
绝大多数大质量恒星会以爆破完毕它们的生命，这些爆破会将富含重金属元素的物质抛向世界，而恒星的核则会坍缩成一颗中子星或是黑洞。可是不稳定对超新星完全是别的一个故事。坍缩的核会开释很多的伽马射线辐射，从而滚雪球般地发生粒子与反粒子对，终究引发一场灾难性的热核爆破湮灭整颗恒星，包含核。
不稳定对超新星的理论模型猜测这类超新星会呈现在缺少金属元素（地舆学上，重于氢和氦的元素都称为金属元素）的环境中，例如矮星系或是前期世界。这次的发现与模型所猜测的成果完全一致：SN 2016iet地点的星系正是一个距咱们十亿光年远的贫金属矮星系。“这是第一颗质量和金属含量都在理论模型猜测范围内的超新星。”研讨院塞巴斯蒂安·戈麦斯（Sebastian Gomez）说道。
SN 2016iet的另一个共同之处是它荒芜的方位。绝大多数大质量恒星都是在密度很高的星团中诞生的，可是SN 2016iet却诞生在离它的矮宿主星系中心54000光年之遥的一个孤立区域。
“质量这么大的一颗恒星是怎么在这样一个完全孤立的区域构成的至今仍是一个谜。”戈麦斯说。“在太阳系邻近的世界中，咱们只知道几颗质量挨近SN 2016iet的恒星，可是它们全都坐落密布的星团里，街坊数不胜数。”关于SN 2016iet的迸发继续时刻之长和亮度改变之慢，研讨团队提出了一个合理的解说。他们以为在前身星爆破之前的数十年里，它曾以每年约三倍太阳质量的速度向其周围抛射出一些物质。当它终究爆破时，迸发的碎片与这些物质相碰撞，从而为SN 2016iet的继续光散射供给了动力。
“绝大多数的超新星会在它们迸发的几个月后完全变得昏暗，被一旁宿主星系的光辉掩盖而变得不行见。可是由于SN 2016iet实在是太亮了，并且离宿主星系适当悠远，所以咱们能够有好几年的时刻来研讨它。”戈麦斯说。“不稳定对超新星的概念现已存在了几十年了，可是咱们第一次真实观测到这样一颗质量和行为都在估计范围内的超新星，并且还存在于贫金属矮星系中，这对咱们来说是迈进了一大步。”伯格弥补道。
不久曾经，地舆学家乃至不知道这样的超大质量恒星是否真的存在。但SN 2016iet的发现与盯梢观测清楚地证明了它们的存在以及它们对前期世界演化的或许影响。“双子座望远镜在这次发现中的重要性是显而易见的。”戈麦斯说，“它协助咱们更好地舆解了前期世界在漆黑时期（没有恒星构成）之后是怎么开展成为现在这般绚烂多彩的世界的。”
责任编辑：郭皓存
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