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在这颗超新星的遗迹发现了什么?

中国天文学家使用欧空局XMM-牛顿卫星研究了一颗被称为W49B的发光超新星遗迹(SNR),其研究成果发表在《arxiv》上,更多地揭示了这种发光超新星遗迹的特性及其前身性质。

中国天文学家使用欧空局XMM-牛顿卫星研究了一颗被称为W49B的发光超新星遗迹(SNR),其研究成果发表在《arxiv》上,更多地揭示了这种发光超新星遗迹的特性及其前身性质。超新星遗迹是由超新星爆炸造成的扩散、膨胀的结构包含从超新星爆炸中膨胀的抛射物质和其他星际物质,这些物质已被爆炸的恒星冲击波通过而卷起。

在这颗超新星的遗迹发现了什么?

对超新星遗迹的研究对天文学家来说很重要,因为它们在星系演化中扮演着关键角色,将超新星爆炸产生的重元素分散到星际介质(ISM)中,并提供加热ISM所需的能量,超新星遗迹也被认为是银河系宇宙射线加速的原因。W49B最有可能位于距离地球26000到36800光年之间,它是一个混合形态的超新星遗迹,它是最早用复合(过电离)等离子体(RP)探测到的超新星遗迹之一。

在这颗超新星的遗迹发现了什么?

  • 图示:W49B的XMM-牛顿卫星观测合并图像。红色:2.35~2.7keV(S Heα和Lyα),绿色:4.4~6.2keV(连续体),蓝色:6.45~6.9keV(Fe K络合物)。白色实心圆表示全局光谱提取区域,青色虚环表示背景光谱提取区域。

也是银河系1.0 GHz射电频段或GeV伽马射线中最明亮的信噪比之一。W49B前身性质仍然是一个悬而未决的问题,最有可能的假设是它是一颗核心塌缩(CC)超新星,然而,一些研究认为它可能是IaSN型热核爆,甚至可能是喷流驱动的Ib/Ic型爆炸。为了找出哪种情况是正确的,中国南京大学孙磊和杨琛分析了W49B的XMM-牛顿卫星观测档案。研究人员使用存档的XMM-牛顿卫星数据对SNRW49B进行了全面的X射线光谱分析和成像分析。

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这项研究发现,在W49B喷发出的热等离子体中,铁以及硅、钠和钙等较轻元素的过度电离存在光谱证据。此外,研究还限制了RP在此信噪比下的热特性和电离特性。特别是,研究发现,W49B中的RP具有多温度成分,由两个总质量约为4.6个太阳质量的成分组成。结果表明,这两个组分都是由喷出物质主导,但具有不同的电子温度(约1.60和0.64keV)和复合年龄(约6000和3400年)。

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此外,XMM-牛顿卫星数据还提供了W49B各种发射线的线通量图像和等效宽度图。对该数据集的分析表明,对于几乎所有的发射线,超新星遗迹中心棒状结构具有最高的发射测度。同时,金属丰度分布具有明显的分层特征。对W49B抛射物的化学研究发现,金属丰度比支持所研究信噪比的核坍塌超新星前驱(质量小于15个太阳质量)的假设。然而,一些结果指出了另一种解释。

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如果W49B起源于CC爆炸,其研究结果表明其前体质量小于15个太阳质量。但在CC背景下,高Mn丰度(Mn/Fe>1)将会令人困惑。如果W49B起源于Ia型SN,结果表明金属丰度比可能与多点点火的DDT[延迟爆轰]模型大致一致,但发出的X射线仅占SN喷射总量的10%左右。

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