搜尋Ia型超新星前身星將有新依據

記者20日從中國科學院雲南天文臺獲悉，近期，該臺研究人員運用流體動力學模擬，揭示了Ia型超新星前身星的物質損失機制以及主要觀測特徵，為後續觀測搜尋工作提供了理論指導。相關成果發表于國際期刊《天文學與天體物理學》。

Ia型超新星是一種劇烈的天體爆發現象，因其光度極高，且光變曲線具有很好的同一性，在宇宙學上被用於距離指示器。但是Ia型超新星的前身星問題目前仍不清楚，這可能會影響精確宇宙學的發展。

“單簡並星模型是目前最流行的Ia型超新星前身星模型之一。”雲南天文臺孟祥存研究員介紹，在這種模型中，一顆碳氧白矮星從非簡並伴星吸積物質，增加其自身品質，最終發生熱核爆炸。然而這個模型的問題在於，當雙星間物質轉移速率超過某個臨界值時，白矮星的吸積包層會膨脹，並最終在雙星系統周圍形成一個共有包層。通常認為共有包層會導致雙星快速併合，所以會阻止Ia型超新星的發生。

共有包層星風模型，則是針對單簡並星模型缺點所提出的一種改良，這種模型認為共有包層表面會發生強烈的物質損失，導致包層的密度很低，雙星併合需要的時間很長，所以白矮星有足夠的時間積累物質，從而發生Ia型超新星爆炸。但是共有包層表面的物質損失是如何産生的，以及這種系統有什麼樣的觀測特徵還不是很清楚。

雲南天文臺博士研究生崔英朕與孟祥存研究員，對共有包層星風模型做了詳細的流體動力學模擬研究，發現這種系統的動力學總是不穩定，並因此産生劇烈的物質損失，導致包層品質只能維持在大約太陽品質的千分之幾。通過對內部結構的分析，研究人員發現這種不穩定性是由包層中氫和氦的電離複合過程所驅動的，與經典造父變星的脈動激發機制相同。同時，研究結果顯示，這種共有包層星風模型的主要觀測特徵也與脈動變星相似，這個結果為後續在觀測上搜尋Ia型超新星前身星提供了理論指導。