仙后座A大爆发向我们揭示了更多恒星演化的信息

NASA/CXC/SAO

美国宇航局的钱德拉(Chandra)X射线天文台对银河系最著名的研究对象之一——仙后座的一颗恒星爆炸后的残余物进行了漫长的持续观察和艰难的研究分析，终于从爆炸遗留遗骸中找到了这颗恒星所含的元素。

通过区分隔离硅、硫、钙和铁元素产生的X射线，以及爆炸物质的冲击波干扰，研究人员现在能够确认各种元素在超新星爆发扩张的三维结构中的位置，以及元素的含量和他们随着爆炸被抛到太空里多远。

位于仙后座北部的仙后座A(Cassiopeia A)在银河系内大约11000光年的地方，是一个独特而神奇的研究对象。这是因为它是银河系内中已知的最年轻的超新星遗迹——最近刚刚爆发(以宇宙时间的尺度)，时间大概在公元1680年左右，也是天空中除太阳外最强的射电源。

因为它爆发没有多久，所以可以帮助我们了解恒星是如何在整个宇宙中产生和传播原子元素的，以及为恒星爆炸时的情形提供真实直观的图景。

根据钱德拉的数据，这颗星星喷射出了相当于1万个地球质量的硫元素; 2万个地球质量的硅;大约相当于7万个地球的铁;和1百万个地球的氧气，这在新绘制图像中没有显示，因为它出现在X射线谱更宽的范围里，并且不能像其他元素一样被区分显示。

以前的研究还发现了氮、碳、氢和磷。氧气和钱德拉所能分离显示的元素可以发生化合反应，或者说，仙后座A将所有制造DNA所需的原料都发射到了太空中。

我们太阳系的所有氧气都来源于这样的超新星爆发，大约一半的钙，四成的铁元素也是如此；其余的元素来自较小的恒星爆炸，因为恒星内部是这些较重元素的唯一来源。

超新星爆发之后，原本的恒星内部会形成一颗中子星，可以看作是17世纪爆炸死去的恒星的遗体。天文学家估计，它开始要大得多，是一个约为太阳质量16倍的红色超巨星。

由于核聚变将较轻的元素融合成较重的元素，辐射压力不足以保持恒星的完整外层。恒星的粒子风吹走了巨量的外部物质，留下一颗只有太阳质量五倍的恒星。

恒星的其余部分在内核巨大的引力作用下向内坍塌，辐射出能量和大量物质进入周围的空间。

今天，爆炸余波范围的测量值大概是10光年，波面正在以每秒4,000到6,000公里(每秒2,485到3,728英里)的速度向外扩张——这么快，以至于我们可以随着时间的推移来跟踪其规模和结构的变化。

它还将继续扩张数千年。

本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。