一种特殊类型超新星的前身恒星被发现。

　　SN 2017ein的前身恒星（想像图）。NASA / ESA / J. Olmsted

　　在众多天象中，超新星无疑是最迷人最壮观的一种。超新星爆发通常发生在特定的恒星身上，这些恒星走到生命晚期后会发生爆炸，抛出它们的外壳。现在天文学家把大部分超新星按照光谱特征分为两大类（I型和II型），大部分超新星（包括它们的子类），都能够与一种前身恒星相对应。

　　但是一直以来，天文学家都不能确定是哪一种恒星导致了Ic型超新星爆发。理论上，导致Ic型超新星爆发的恒星到了生命晚期，其外层的氢和氦会被剥离，并发生内核塌缩。最近两个天文学科研小组宣称，他们在哈勃太空望远镜提供的档案数据中，发现了人们梦寐以求想要寻找的这类恒星。

　　Ia型超新星基本上是双星互动的结果。这类双星中的一颗是白矮星，且它和伴星之间的距离很近。白矮星会从其伴星身上攫取物质并积累在自己身上。经年累月之后，白矮星上积累的质量就会突破临界值。这时的白矮星就会爆发。在此过程中，大量的质能会被抛射出去。在我们看来，它就变成了一颗明亮的超新星。

　　但Ic型超新星是I型超新星中的一个异类。它和Ib型一样，是大质量恒星内核塌缩导致的。大质量恒星内核塌缩产生的超新星中，有大约20%是Ic型。产生Ic型的前身恒星是一些质量极大的恒星。它们的质量至少在太阳的30倍以上。理论上，这类恒星临终时，会失去其外层的氢和大部分氦，且能在失去这些物质后依然保持一定的亮度。但是一直以来，天文学家没有能够在观测中发现实例。

　　可能是因为幸运，2017年，天文学家在距离地球约6500万光年的旋涡星系NGC 3938内发现了一颗Ic型超新星（编号为SN 2017ein）。随后，两个不同的科研小组，各自在哈勃太空望远镜拍摄于2007年的档案照片中，定位到了一颗可能是这颗超新星前身的恒星。

　　NGC 3938的哈勃影像，超新星2017ein位于其一条旋臂上。NASA / ESA / S. Van Dyk / W. Li

　　两个科研小组的研究结果一致显示，SN 2017ein的前身恒星，可能是一颗位于NGC 3938旋臂内的蓝超巨星。

　　发现这颗蓝超巨星有一点运气的成份在里面。因为与其他之前发现的Ic型超新星相比，SN 2017ein离我们较近，且亮度是一般Ic型超新星的5至10倍。这让天文学家寻找它的前身恒星变得相对容易。

　　但与此同时，这两个科研小组也都认为，SN 2017ein爆发的原因，也存在两种可能。一种是，它曾是一颗极其炽热的明亮单星。如此是这样，那么它的质量大约是太阳的45倍至55倍。这种特性会导致其所含氢氦快速耗尽，并引发引力塌缩。

　　包含两颗大质量蓝星的双星系统（想像图）。NASA

　　第二种可能是，它其实是一对相距很近的双星。这对双星中的一颗质量大约是太阳的60倍至80倍，另一颗质量大约是太阳的48倍。在这种情况下，质量较大的恒星在爆发成超新星前，会被其伴星剥掉氢和氦层。

　　重点在于这第二种可能。因为根据流行的理论模型，是不可能出现这种情形的。天文学家一般认为，只有由较低质量恒星构成的双星，才有可能发生这种类似于Ia型超新星的爆发。这种较低质量双星通常由一颗低质量恒星内核，和一颗已经离开主序且已膨胀成为红巨星的伴星组成。

　　这颗超新星前身恒星的发现，解了天文学家心中的一些疑惑。曾几何时，他们虽然知道Ic型超新星的光谱中缺乏氢和氦的特征，但一直不知道为什么会这样。有人认为是强烈的带电粒子风剥掉了这些物质，但没有证据能够证明这一点。

　　也有人认为，相距很近的双星在爆发前，会抛掉它的整个外壳。但在这个案例中我们可以发现，这颗恒星在抛掉外壳后，依然拥有足够大的质量，使之爆发成为Ic型超新星。

　　正在从伴星身上攫取物质的白矮星（想像图）。ESO / Kornmesser

　　研究人员认为，Ic型超新星的这两种可能的产生方式，都会对我们当前对恒星演化和恒星形成机制的认识产生冲击。包括恒星诞生时的质量分布特点，以及多少恒星能够诞生在相互影响的双星系统中。这些问题是所有天文学家都想搞清楚的，而不仅仅是研究超新星的天文学家感兴趣。

　　科研小组表示，他们将在超新星两年内暗淡下去之后，对其前身恒星的身份作出最终确认。届时，他们希望能够有新的大型太空望远镜，来查明这颗恒星是否仍然明亮，并希望能够对其亮度和质量作出更加精确的测定。

　　这一发现填补了人们对恒星生命晚期行为认识中的空缺，还为天文学家提供了一个机遇，来更加深入地认识宇宙中恒星的形成和演化机制。相关研究成果，发表在7月的《天体物理学期刊》和10月的《英国皇家天文学会月刊》上。

　　参阅：

　　http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aac32c/meta

　　https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/480/2/2072/5061638?redirectedFrom=fulltext

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