仙后座A的孤独起源揭示：最著名的超新星遗迹之一

剥离的信封超新星遗迹，仙后座A的图像。

巨大的恒星以充满活力的爆炸（称为超新星爆炸）结束生命。“剥离包层超新星”在其喷出物中显示出微弱的氢或没有氢的痕迹，这意味着该恒星在爆炸前损失了大部分或全部的富氢外层。

科学家认为，这些恒星主要起源于双星系统，其中一颗恒星通过引力拉扯掉另一颗恒星的外层。人们已经进行了许多搜索，以发现剥离包络超新星后剩下的伴星。在某些搜索中，成功检测到了伴星，但在很多情况下都找不到伴星，这对二元假设构成了严重的问题。最著名的案例称为仙后座A（Cas A）：一种剥离的信封超新星遗迹，预计具有恒星伴星，但爆炸后没有发现任何东西。

在由ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）领导的最近发表的一项研究中，研究人员提出了一种新的方案来创建这些“孤独的”剥离包层恒星。

OzGrav研究人员和该研究的主要作者平井凉介（Ryosuke Hirai）博士解释说：“在我们的场景中，剥离包层的恒星曾经有一个质量与自身非常相似的双星伴星。因为质量相似，所以它们的寿命非常相似，这意味着当第二颗恒星也接近死亡时，第一颗恒星就会爆炸。

研究的超新星撞击红色超巨星的流体动力学模拟快照。

在生命的最后一百万年中，众所周知，巨大的恒星变成了红色超巨星，其外层非常膨胀且不稳定。因此，如果双星系统的第一个超新星撞击了另一颗巨大的恒星（虽然这是一个浮肿的红色超巨星），它很容易剥离掉外层，使其成为被剥去信封的恒星。超新星之后，恒星破裂，因此，次级恒星变成了孤独的恒星寡妇，在一百万年后，它爆炸时似乎是单颗的。

OzGrav科学家对超新星与红色超巨星相撞进行了流体动力学模拟，以研究在此过程中可以去除多少质量。他们发现，如果两颗恒星距离足够近，超新星就可以将近90％的“信封”（外层）从伴星中去除。

平井说：“这足以使二元系统中的第二个超新星变成带包络的超新星，这证实了我们提出的情况是合理的。”“即使距离不够近，它仍然可以去除大部分外层，这使本来就不稳定的包膜变得更加不稳定，这可能导致其他有趣的现象，例如脉动或喷发。”如
果
发生OzGrav的情况，则剥离脱落的信封应以单侧壳的形式漂浮在距第二个超新星站点约30-300光年的地方。最近的观察表明，确实有一个外壳位于距著名的Cas A约30至50光年的位置。

平井补充说：“这可能是间接证明Cas A最初是通过我们的情况产生的，这解释了为什么它没有双星伴星。我们的模拟证明，我们的新情况可能是解释最著名的超新星遗迹之一Cas A的起源的最有前途的方法之一。”

OzGrav科学家还预测，这种情况可能产生的结果范围要大得多，例如，它可以产生类似数量的“部分剥离”的恒星。将来，探索这些部分剥离的恒星会发生什么以及如何观察它们将变得很有趣。

参考：平井良介，佐藤俊树，菲利普·波西亚德洛夫斯基，亚历杭德罗·维格纳·戈麦斯和伊利亚·曼德尔撰写的“分离带状包裹超新星祖细胞的形成途径：对仙后座A的影响”，2020年9月23日，皇家天文学会月刊。DOI：
10.1093 / mnras / staa2898