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为什么1A型超新星被认为是标准光源,而不是其他类型的超新星?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-02-14 08:41:40

非1A型超新星有一定的潜在亮度范围。它们大多是垂死恒星坍缩和爆炸的结果,由于这些恒星的大小、类型和质量各不相同,因此产生的爆炸也随之不同。

然而,1A型超新星则不同。它们不是由垂死恒星的坍缩和爆炸引起的,而是一种特定类型的已经死亡的恒星的爆炸。

当一颗白矮星通过各种机制获得质量,直到达到特定的质量阈值(大约1.4个太阳),1A型超新星就会发生。超过这个质量阈值,白矮星的质量就会变得太大,以至于无法保持白矮星的稳定状态,从而导致失控的聚变反应,引爆整个恒星,产生超新星。

为什么1A型超新星被认为是标准光源

白矮星获得质量的机制(除了一个例外)包括少量物质的逐渐增加,这意味着白矮星的质量会缓慢而稳定地增长,直到达到1.4个太阳的质量,然后它会爆炸。

这意味着大多数的1A型超新星都是由接近1.4倍太阳质量的白矮星爆炸产生的。由于质量是一致的,因此产生的超新星的亮度也将总是相同的。

标准蜡烛的亮度是一致的。标准烛光是一种重复现象,我们可以非常准确地确定它的真实亮度(就1A型超新星而言,我们知道它的亮度是多少,因为它们都是一样的,而且我们已经确定,通过对附近行星的观测,我们可以通过其他方法来验证它们的距离),这使得我们可以精确地计算出它们的距离和它们的表观亮度。

这个规则的一个例外是两颗白矮星的碰撞和合并。例如,如果两个太阳质量的1.0白矮星碰撞和合并,他们将形成一个太阳质量的2.0对象(任何碰撞的碎片被开除),比1.4倍太阳质量,更大规模的1型超新星会立刻引爆将比一个标准。据认为,这样的合并是罕见的,比白矮星逐渐吸积的质量要罕见得多,但如果它们比我们预期的更常见,这将在一定程度上增加不确定性和使用1A型超新星计算宇宙距离的潜在误差。事实上,这已经被提出作为一个悖论的潜在解决方案,该悖论是当前宇宙学的主要前沿问题之一,即测量某些天文特性的两种不同的方法,其中一种将1A型超新星作为标准烛光,给出了不同的结果。

因为这类恒星都有相同的质量,因此光曲线与超新星相似。

A型血的质量通常是1.4倍太阳质量,也就是钱德拉塞卡质量。当白矮星从双星系统中的伴星吸积一些质量时,超新星事件就被触发了。

这使得白矮星的压力高于电子简并所能支持的压力,碳和氧燃烧的快速爆发将白矮星彻底吹散。

由于这些事件都是在质量或多或少相同的情况下触发的,并且白矮星的完全毁灭,爆炸的质量被量子态占据简并压的极限所固定,所以它们都具有相似的光度,可以作为标准蜡烛使用。对它们光线曲线的详细观察有助于校准一切。

Ia型超新星是在双星系统的伴星之间复杂的进化过程中产生的,质量越大的恒星进化得越快。
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