富氢型超新星从何而来？中国学者领衔国际研究首证双星起源

　　中新网北京3月5日电 (记者 孙自法)在银河系的近邻宇宙中，富含氢元素的II-P型超新星约占全部超新星数量的35%-40%，其从何而来一直备受天文学界关注。

　　记者3月5日从中国科学院大学(国科大)获悉，由该校天文与空间科学学院/中国科学院国家天文台孙宁晨副教授领衔的国际合作研究团队，最近在超新星起源领域研究取得重大突破——首次为II-P型超新星的双星起源提供了强有力的观测证据。

　　本项研究的超新星SN　2018gj在宿主星系中的位置，并艺术呈现其双星前身星演化至爆发的完整过程。(牛泽茜 绘制)

　　这项重要天文学研究进展的相关成果论文，近日以“一个II-P型超新星的双星并合前身星”为题在学术期刊《科学通报》(Science Bulletin)发表。

　　论文共同第一作者和共同通讯作者孙宁晨介绍说，在本项研究过程中，研究团队成功捕捉到II-P型超新星SN 2018gj的前身星。尽管该前身星的恒星大气参数与其他II-P型超新星前身星相似，然而，它反常地位于宿主星系边缘异常年老的环境中，且超新星的光变曲线呈现出异常短暂的“平台期”。

　　为解开这一谜团，研究团队创新融合了前身星直接探测、环境星族分析以及其爆发过程的流体动力学模拟等关键手段，成功证实这些观测特征指向该超新星的双星起源。

　　同时，研究团队还借助新一代双星演化模拟程序，成功揭示出该前身星系统经历的一系列双星间质量交换及并合的复杂演化历史。

　　论文第一作者、国科大特别研究助理牛泽茜博士认为，这项研究工作，还凸显出双星相互作用在塑造超新星多样性上起到的关键作用。

　
　本项研究成果的相关示意图。(国科大研究团队 供图)

　　在论文共同作者、国际知名天体物理学家、英国牛津大学天体物理系菲利普·波德西亚德洛夫斯基(Philipp Podsiadlowski)教授看来，此次研究的一大亮点，就是利用美国哈勃和斯皮策太空望远镜等设备，对所有可能性进行仔细分析，完整揭示II-P型超新星及其前身星的来龙去脉，终于首次证实这类超新星长期预测但一直未被观测到的双星并合前身星。

　　孙宁晨指出，本项研究工作是观测天文学家与理论天文学家深度交叉合作的典范，不仅为II-P型超新星的双星起源这一长期悬而未决的问题提供可靠证据，也为搜寻更多“隐藏”的超新星起源开辟了新路径。随着中国空间站巡天空间望远镜、司天工程和美欧加合作詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)、美国薇拉·鲁宾天文台的时空遗珍巡天(LSST)等中外新一代天文设施的投入使用，未来有望发现更多未知起源的超新星事件。

　　据了解，超新星是宇宙中最剧烈的天文爆发现象之一，是时域天文学时代的核心研究课题。揭示其起源于何种前身星对于理解大质量恒星演化、爆发机制、致密天体形成等重大科学问题具有至关重要的意义。理论界早在数十年前便推测此类超新星可能源于双星系统，近年研究甚至显示其双星起源比例高达30%-50%。不过，其双星起源此前始终缺乏确凿的观测证据。(完)