研究揭示垂死大质量恒星的剧烈物质喷射过程

拓破天峙

SN 2023ixf及其宿主星系。鸣谢:云南天文台

（）据中国科学院（李源）：由中国科学院云南天文台张巨佳博士和清华大学王晓峰教授领导的研究小组通过观测10年一遇的超新星SN 2023ixf，揭示了在其生命末期从一颗恒星猛烈喷射出的恒星质量。这种质量损失过程可以为理解大质量恒星的最终演化提供重要信息。

这项研究发表在9月14日的《科学通报》上。

II型超新星(SNe II)是宇宙中最常见的恒星爆炸，其富含氢的大质量前身向核心坍缩爆炸演化的最后阶段难以捉摸。最后阶段的演变和由此产生的星周环境导致了这种爆炸的丰富多样性。

为了在SNe II爆炸和大质量恒星的晚期演化之间建立联系，有必要捕捉SN爆炸的第一个光信号，即闪光光谱，这是由于激波破裂冷却产生的紫外线/高能光子引起的星周物质(CSM)/星风电离造成的。

最近在非常近的星系梅西耶101中爆发的SN 2023ixf为解决这个长期存在的问题提供了一个难得的机会。爆炸后一到五天内拍摄的及时、高节奏的闪光光谱使研究人员能够对这颗超新星周围的星周物质的属性进行严格的限制。

据估计，SN 2023ixf的前身在爆炸前的最后两到三年中以6×10-4m≥yr-1的质量损失率损失了物质。附近的物质以55公里/秒的速度移动，在离母体不到7 × 1014厘米的半径范围内积聚了一个致密的CSM壳层。

考虑到高质量损失率和相对较高的风速，以及大约20年前进行的爆炸前观察，SN 2023ixf的前身可能是一颗短命的黄色超巨星，它是在爆炸前不久从一颗红色超巨星演化而来的。

“对SN 2023ixf的观测和调查正在进行中。一系列的工作将使它成为SNe II历史上的一个里程碑，并有助于揭示质量范围从10到20米的大质量恒星的命运，”张博士说。