科學家們最終確定了史詩級超新星的神秘恒星品種

當大質量恒星死亡時，它們不會安靜地死去。它們的死亡是一場超新星奇觀，比夜空中的整個星系都要亮，在它們的核心坍縮成黑洞或中子星的同時，它們向周圍的空間噴射著恒星物質。

現在，我們已經對許多這樣的爆炸進行了編目，並分析了它們發出的光，以找出恒星究竟是由什麼組成的。科學家們注意到一種奇怪的模式。

大量的超新星神秘地沒有氫 —— 這表明，這些超新星的起源地一定也有大量的貧氫恒星。事實上，天文學家預測，大約三分之一的大質量超新星祖先一定是貧氫的。

但是，當在宇宙中尋找這些缺乏氫的超新星候選者時，搜索只發現了一種糟糕的可能性，讓科學家們摸不著頭腦。

終於，一項專門尋找這些恒星的調查已經發現了25顆完全符合這一輪廓的恒星。這些假設的恒星確實存在，現在我們知道如何識別它們了。

多倫多大學的天文學家瑪麗亞·德勞特（Maria Drout）說：“這是一個如此大而耀眼的洞。”她與奧地利科學技術研究所的天體物理學家伊爾瓦·格特伯格（Ylva Götberg）共同領導了這項研究，當時伊爾瓦·格特伯格在美國帕薩迪納卡內基科學研究所的天文台工作。

“如果事實證明這些恒星很罕見，那麼我們對所有這些不同現象的整個理論框架都是錯誤的，這對超新星、引力波和來自遙遠星系的光都有影響。這一發現表明這些恒星確實存在。”

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根據理論，這些被稱為“貧氫超新星”的剝離包層超新星是由雙星產生的。

我們以前見過緊密雙星系統中的恒星相互吞噬物質。在這樣的配對中，一顆恒星從它的雙星夥伴那裏提取了氫氣包絡，留下了一顆氫氣很少的氦恒星。因此，當它最終爆炸時，它幾乎不會釋放出氫氣。

我們已經看到氦恒星處於恒星質量範圍的高端；它們的重量足夠大，當它們死亡時，它們的核心會擠壓成黑洞。但在中等範圍內，在太陽的8到25倍之間開始的恒星很少。

這是個問題。這些恒星是中子星的前身，根據理論，它們也是中子星合並的前身。它們的數量應該比真正的“大型野獸”多得多。

但它們也更難被發現。除去它們的外層物質，它們發出的大部分光都在可見光光譜之外；在近距離的軌道上，由於一個更大、更明亮的伴星充斥著它剛剛吞噬的所有氫氣，所以氦恒星更難被看到。

因此，研究人員在紫外線下進行了調查。在2018年至2022年期間，使用雨燕紫外線/光學望遠鏡研究了大小麥哲倫星雲中的數百萬顆恒星，麥哲倫星雲是圍繞銀河系運行的矮星系。他們選擇了25個表現出不同尋常的紫外線特征的候選恒星進行後續研究，使用麥哲倫望遠鏡獲得光學光譜數據，以揭示恒星的化學成分。

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事實證明，他們選對了。它們的恒星具有中等質量氦恒星所期望的高溫、高表面引力、高氦和低氫。其中16個甚至具有與雙星伴星一致的運動。

天體物理學家伊爾瓦·格特伯格表示：“我們發現這些恒星比恒星誕生線更藍，這是一顆恒星一生中最藍的階段。單星通過向光譜中較紅的區域演化而成熟。如果一顆恒星的外層被移除，它只會朝相反的方向移動 —— 這在相互作用的雙星中很常見，在單顆大質量恒星中很少見。”

這只是第一步。該團隊目前正在更詳細地研究它們的恒星，以了解更多關於它們的信息，並擴大他們的搜索範圍，尋找更多的氦恒星。他們還公開了他們的數據和理論模型，這樣其他科學家就可以加入到研究中來。

天體物理學家伊爾瓦·格特伯格表示：“這項工作使我們能夠找到失蹤的中等質量、剝離的氦恒星，它們是貧氫超新星的先驅。這些恒星一直存在，而且可能還有更多。我們必須簡單地想出找到它們的方法。我們的工作可能是第一次嘗試，但應該有其他可能的方法。”

這項研究發表在《科學》雜志上。

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