G299的X射線/紅外合成圖像，銀河系中距離大約16,000光年的Ia型超新星遺蹟
許多恆星爆炸成發光的超新星，隨著年齡的增長而膨脹，它們耗盡了核聚變的燃料。但是有些恆星可以去超新星只是因為他們有一個親密而又討厭的伴星，有一天，它會讓它的伴侶更加慌亂而爆炸。
後面這些事件可能發生在雙星系統中，其中兩顆恆星試圖分享統治權。雖然爆炸的恆星發出了大量有關其身份的證據，但天文學家必須參與偵探工作，以瞭解引發爆炸的錯誤伴星。
1月10日，在西雅圖召開的2019年美國天文學會會議上，一支國際天文學家團隊宣佈，他們已經確定了伴星的類型，這種恆星使其合作伙伴處於二元系統 - 碳氧白矮星爆炸中。通過對距離我們5.45億光年遠的超新星SN 2015cp的反覆觀測，該團隊檢測到伴星在爆炸前已經脫落的富含氫的碎片。
“碎片的存在意味著伴侶要麼是一顆紅巨星，要麼是類似的恆星，在使它的同伴變成超新星之前，已經脫落了大量的物質，”華盛頓大學的天文學家梅麗莎格雷厄姆說，他提出了這一發現，並且隨附論文的主要作者在“
天體物理學雜誌”上接受發表。超新星材料以10％的光速照射到這顆恆星的墊料中，使其發出紫外線，這是在最初爆炸後近兩年哈勃太空望遠鏡和其他天文臺檢測到的。通過尋找雙星系統中超新星發生後數月或數年的碎片影響的證據，該團隊認為天文學家可以確定這位同伴是一個凌亂的紅色巨人還是一個相對乾淨整潔的恆星。
該團隊將這一發現作為對特定類型超新星（稱為Ia型超新星）的更廣泛研究的一部分。當碳氧白矮星由於二元伴星的活動而突然爆炸時會發生這種情況。碳氧白矮星是小而密的，對於恆星而言非常穩定。它們來自較大恆星的坍塌核心，如果不受干擾，可以持續數十億年。
SN 1994D（左下）的圖像，1994年在星系NGC 4526（中心）邊緣探測到的Ia型超新星
根據格雷厄姆的說法，Ia型超新星已被用於宇宙學研究，因為它們的一致光度使它們成為理想的“宇宙燈塔”。他們已被用來估計宇宙的膨脹率，並作為暗能量存在的間接證據。
然而，科學家們並不確定哪種伴星會觸發Ia型事件。大量證據表明，對於大多數Ia型超新星而言，伴星可能是另一種碳氧白矮星，在此後不會留下富含氫的碎片。然而理論模型已經表明，像紅巨星這樣的恆星也可以觸發Ia型超新星，它可以留下富含氫的碎片，這些碎片會被爆炸擊中。在迄今為止研究的數千種Ia型超新星中，後來觀察到只有一小部分影響伴星發射的富氫物質。先前對至少兩個Ia型超新星的觀測在爆炸後幾個月檢測到了發光碎片。但科學家們並不確定這些事件是否是孤立事件，
“迄今為止所有使用Ia型超新星進行的科學研究，包括對暗能量和宇宙膨脹的研究，都依賴於我們相當清楚地知道這些'宇宙燈塔'是什麼以及它們如何工作的假設，”格雷厄姆說。“理解這些事件是如何被觸發的，以及是否只有一類Ia事件應用於某些宇宙學研究，這一點非常重要。”
該小組利用哈勃太空望遠鏡觀測，在初始爆炸後約一至三年內查找70型Ia型超新星的紫外線輻射。
格雷厄姆說：“通過觀察最初事件發生後數年，我們正在尋找含有氫的震驚物質的跡象，這表明伴侶不是另一種碳氧白矮星。”
對於2015年首次發現的超新星SN 2015cp，科學家們發現了他們正在尋找的東西。2017年，在超新星爆炸後的686天，哈勃望遠鏡發現了紫外線的碎片。這些碎片遠離超新星源 - 至少1000億公里，即620億英里。作為參考，冥王星的軌道距離我們的太陽最多可達74億公里。
在2017年，也就是最初爆炸後的686天，哈勃太空望遠鏡記錄了SN 2015cp的紫外線發射（藍色圓圈），這是由超新星材料撞擊先前由伴星產生的富氫材料引起的。黃色圓圈表示宇宙射線打擊，與超新星無關。
通過在他們的調查中比較SN 2015cp與其他Ia型超新星，研究人員估計不超過6％的Ia型超新星有這樣的垃圾伴侶。格雷厄姆說，對其他Ia類事件的重複，詳細觀察將有助於鞏固這些估計。
哈勃太空望遠鏡對於探測SN 2015cp的伴星恆星碎片的紫外線特徵至關重要。在2017年秋季，研究人員安排夏威夷的WM Keck天文臺，新墨西哥州的Karl G. Jansky超大型陣列，歐洲南方天文臺的超大型望遠鏡和美國國家航空航天局的Neil Gehrels Swift天文臺對SN 2015cp進行了額外的觀測。其他。事實證明，這些數據對於確認氫的存在至關重要，並且由密歇根州立大學的研究員Chelsea Harris在同伴論文中提出。
“SN 2015cp發射的發現和後續實際上證明了許多天文學家以及各種類型的望遠鏡如何共同理解瞬態宇宙現象，”格雷厄姆說。“這也是天文學研究中意外發現的一個完美例子：如果哈勃在一兩個月之後看過SN 2015cp，我們就不會看到任何東西了。”
格雷厄姆還是威斯康星大學DIRAC研究所的高級研究員，也是大型天氣調查望遠鏡（LSST）的科學分析師。
“未來，作為其定期觀測的一部分，LSST將自動檢測類似於SN 2015cp的光發射 - 來自受Ia型超新星材料影響的氫氣，”格雷厄姆說。“這將使我的工作變得如此簡單！”
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