科学家首次发现“双超新星”双星系统：两颗恒星先后爆炸

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作者：Charles Q. Choi

编译：张雨荷

编排：喻思敏

后台：李子琦

https://www.space.com/astronomy/stars/scientists-may-have-found-the-1st-twin-star-system-where-both-stars-exploded

“我们此前从未观察到过这种现象，直到现在。”

图注：这张多波段图像展示了水母星云超新星遗迹（右侧）、与其相互作用的星际云，以及其左上方一条独特的弯曲丝状结构。该丝状结构在此图中同时以光学光和紫外线（UV）光呈现，它是重叠超新星遗迹G189.6+3.3的可见部分，该遗迹在射电波段和X射线波段更为显著。

图片来源：NASA戈达德太空飞行中心和M. Michailidis等人，2026；光学波段：DSS；红外波段：NASA/WISE/JPL-Caltech/UCLA；紫外波段：NASA/Swift）

一项新的研究发现，科学家们可能首次发现了一个两颗恒星都先后经历了超新星爆炸的双星系统。

这项研究由美国斯坦福大学博士后研究员 Miltiadis Michailidis等人发表于国际知名期刊《Nature Communications》上。

虽然地球只围绕一颗太阳运行，但在银河系中，超过一半的恒星都属于双星或多星系统，即两颗或更多恒星围绕共同的质心运行。对于质量较大的恒星来说，这一比例甚至更高。研究第一作者 Michailidis 表示：“对于大质量恒星而言，它们形成于多星系统中的比例更高。”

当这类大质量恒星耗尽内部核燃料后，会发生剧烈的超新星爆炸。一次超新星爆发释放出的光芒，甚至能在短时间内超过整个星系中所有恒星的总亮度。爆炸之后，还会留下不断膨胀、温度极高的气体残骸，被称为超新星遗迹。目前，天文学家已在银河系中发现约 300 个超新星遗迹。

既然如此多的大质量恒星都是成双出现，那么理论上，自然应该存在不少两颗恒星都相继爆炸的双星系统。Michailidis 表示：“人们原本预计，会存在许多这样的双星系统，两颗恒星最终都会发生超新星爆炸。但直到现在，我们从未真正观测到这样的例子。”

为什么这么难发现？研究人员认为主要有两个原因：

1

如果两颗恒星距离太近，它们形成的超新星遗迹可能彼此重叠，看起来就像一次爆炸留下的单个遗迹。

2

当第一颗恒星发生爆炸时，巨大的冲击可能会把另一颗恒星“踢”到很远的地方，使人们难以判断它们曾经属于同一个双星系统。

图注：这是IC 443区域的多波段复合图像（已去除IC 443的X射线辐射），并叠加了费米大面积望远镜探测到的能量高于1 GeV的伽马射线辐射。

图片来源：NASA戈达德太空飞行中心和M. Michailidis等人，2026；橙色、棕色：射电波段，ESA/普朗克卫星和MWISP；黄色：光学波段，DSS；红色：红外波段，NASA/WISE；紫色：紫外波段，NASA/Swift；青色：X射线波段，SRG/eROSITA；品红色：伽马射线波段，NASA/DOE/费米LAT合作组

研究团队此次关注的是银河系著名的超新星遗迹 IC 443。它位于距离地球约6000光年的双子座方向，因为外形酷似一只漂浮的水母，因此也被称为水母星云（Jellyfish Nebula）。

IC 443是银河系研究最深入的超新星遗迹之一。超新星爆炸产生的冲击波撞击周围气体和尘埃，形成了一圈又一圈同心壳层。Michailidis 形象地解释道：“这就像一滴水落入湖面后形成的一圈圈波纹。”此外，由于 IC 443周围几乎没有其他天体干扰，因此它的辐射信号十分清晰，非常适合研究。

科学家们分析了IC 443的一颗亮度低得多、长期以来一直隐藏的邻近天体——G189.6+3.3。由德国主导的ROSAT（伦琴卫星）任务于1994年首次通过其微弱的X射线辐射发现了G189.6+3.3，随后俄罗斯-德国联合研制的伦琴伽马光谱（SRG）空间天文台清晰地探测到了G189.6+3.3内部的壳状结构，表明它是一个超新星遗迹。

在这项新研究中，研究人员分析了NASA费米伽马射线太空望远镜超过16年的数据，以及早期的X射线、光学和射电测量数据。他们发现，IC 443和G189.6+3.3都撞击了同一片星际氢云，这表明它们在太空中距离很近，爆炸中心相距约30至50光年。

统计分析显示：如果这两处超新星遗迹彼此毫无关系，仅仅偶然靠得这么近，其概率只有约千分之一。Michailidis 表示：“这说明，我们发现的极有可能就是人类已知第一对来自双星系统的超新星遗迹。”

研究团队进一步估算了两次爆炸发生的时间：

· G189.6+3.3的母恒星约在2万至11万年前发生爆炸

· IC 443则年轻得多，大约形成于8000～9000年前

换句话说，这对“双胞胎恒星”并没有一起死亡，而是相隔数万年先后迎来了生命终点。

研究人员推测，两颗恒星最初的质量都至少达到太阳质量的20倍以上。

这些新发现有助于我们了解大质量双星的演化、相互作用和死亡过程。Michailidis 表示，未来继续研究 IC 443与 G189.6+3.3，有望进一步测量第一颗超新星爆炸究竟给予伴星多大的速度变化，从而帮助完善大质量双星演化模型。

责任编辑：张雨荷

牧夫新媒体编辑部

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火星上的龟岩
影像提供: NASA/JPL-Caltech/MSSS;

影像处理与授权: Thomas Thomopoulos

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