超新星是一顆巨大恒星的“終章”。通常認(rèn)為,所有超過9倍太陽質(zhì)量、低于50倍太陽質(zhì)量的恒星最終都會變成核心坍縮超新星,但一項(xiàng)新的研究表明情況并非如此。
大質(zhì)量恒星會經(jīng)歷核心坍縮超新星階段。恒星需要熱量、壓力和重力來維持平衡,一顆大質(zhì)量恒星必然會通過融合更重的元素來產(chǎn)生熱量。但隨后重元素的聚變會消耗能量而非釋放能量。因此,大質(zhì)量恒星的核心坍縮,產(chǎn)生的沖擊波將恒星撕裂。
此前認(rèn)為,核心坍縮超新星源于9倍太陽質(zhì)量以上的恒星,質(zhì)量上限最高可達(dá)40—50倍太陽質(zhì)量。更高質(zhì)量的恒星,則會直接坍縮成黑洞。
最新研究表明,核心坍縮超新星的質(zhì)量上限,可能比我們想象的要低得多。研究團(tuán)隊觀察了一對被稱為Arp299的碰撞星系的元素豐度。Arp299的元素豐度在很大程度上取決于超新星爆發(fā)中釋放的元素。研究人員測量了鐵與氧的豐度比,以及氖和鎂與氧的比值,發(fā)現(xiàn)結(jié)果并不符合標(biāo)準(zhǔn)的核心坍縮超新星模型,但如果將模型中質(zhì)量超過23—27倍太陽質(zhì)量的超新星排除,觀測數(shù)據(jù)就能與模型相吻合。這就意味著,核心坍縮超新星的質(zhì)量上限要比我們預(yù)想的要低得多。