双峰型超新星如何为前期爆发提供线索？

新的研究有助于了解大质量恒星的演化过程及其最终阶段、双星相互作用的作用以及质量损失背后的机制，这些最终都会对所产生的超新星及其遗迹的特性产生影响。这项工作还提供了对不同前身质量以及可能导致不同类型质量损失的情景的洞察，揭示了控制大质量恒星生命周期的复杂过程。

研究小组对这些前身的物理性质作出了限定，并提出了可能的质量损失机制，增强了对恒星演化和超新星多样性的理解。

纽约州立理工学院物理学助理教授梁成志（Shing-Chi Leung）博士是与兹威基瞬态设施（ZTF）团队合作研究项目中题为“从兹威基瞬态设施探测双峰型 Ibc 超新星的超新星前质量损失”一文的作者之一。ZTF 是在加利福尼亚州帕洛玛建造的望远镜，主要由加州理工学院（CalTech）的研究人员维护。

这篇文章发表在 发表 于 《天体物理学杂志》，该项目由加州理工学院研究生 Kaustav K. Das 领导。

超新星是恒星的爆炸。依据前身星的情况，它们的亮度在爆炸后的 20 - 100 天内可以达到最亮，然后再次在黑暗的天空中消失。

传统上，天文学家需要将夜空图像与参考图像进行比较，并寻找难以解释的亮点，这些亮点可能是超新星的候选者。然后天文学家进行后续观测，以记录超新星光信号的详细演变。这个过程之所以可能很慢，是因为它并非自动化的，长时间的响应时间可能会错过快速演变的天体。

兹威基瞬变设施旨在借助自动化的实时数据处理管道、专用的光度后续望远镜和所有检测到的天文源的完整档案来解决这一难题。这使得天空中瞬变事件的捕获、分类和分析能够持续进行。自 2017 年 ZTF 启动以来，该望远镜已经探测到约 9000 颗超新星。

随着大量新超新星被发现，一类新的超新星已然出现。

这些超新星的抛射物中不含氢或硅（又名 Ib/c 型超新星），并且其亮度具有显著的双峰特征，第一个峰值在爆炸后约 10 天迅速出现。

正常的超新星在整个爆炸过程中，其光度大多只呈现一个峰值。双峰表明恒星在最终爆炸之前有一个爆发阶段。这次爆发犹如一次“小型爆炸”，把恒星边缘的一些物质抛走。爆发之后，最终的爆炸发生，高速物质与之前抛射的物质相互作用，产生了所观测到的双峰信号。

“过去，我们偶尔知道存在这样的超新星，但不知道它们是否是一次性事件，或者这些超新星背后是否有一个系统的图景，”梁博士解释说。“有了 ZTF 所支持的统计数据，我们能够相信这种爆发背后存在一个强大的机制。那么问题就变成了：当我们仍然能够解释普通超新星时，我们是否有一个一致的图景来解释这些爆发？”

在这个项目中，梁博士研究了他先前用于预测超新星爆发前状况的模型。

他们发现，爆发参数可能与一种相对不常见的超新星类别——脉冲对不稳定性超新星相契合。

因此，这能否完全解释这个不同寻常的子类以及相关事件的数量，是一个存在争议的问题。

“虽然目前结论尚未确定，但得知超新星可能比我们原先所想的更令人困惑，这依然令人感到兴奋，”梁博士说道。

“而且我们预计在本十年的后半段会有更多的数据可供使用。

鲁宾天文台（原名大型综合巡天望远镜）将于 2025 年投入使用，科学界预计将探测到约 10 倍数量的超新星。

如此大量的新数据必定会为揭示超新星物理学以及这些特殊天体不为人知的一面提供新的认识。