錳豐度揭示Ia型超新星的起源

Kavli宇宙物理與數學研究所(Kavli IPMU)的研究團隊由來訪的科學家Chiaki Kobayashi，當時的成興良(現為加利福尼亞理工學院)的項目研究人員以及高級科學家Ken' ichi Nomoto已使用計算機模擬來追蹤星系中的爆炸，核反應，元素的產生以及元素豐度的演變。結果，他們對Ia型超新星的起源施加了嚴格的限制。

Ia型超新星是與大質量恒星的死亡無關的超新星。取而代之的是，Ia型超新星是恒星的發光爆炸，它發生在一個雙星系統中，其中兩個質量相對較低的恒星一起演化。由于Ia型超新星具有相對恒定的發光度，因此已被用作測量宇宙膨脹的標準“蠟燭”，因此獲得了2011年諾貝爾物理學獎。但是，Ia型超新星的祖先恒星是未知的，并且在大約半個世紀以來一直是爭論的話題。

“像通常的超新星一樣，Ia型超新星產生“金屬”，或者用天文學術語來說，其化學元素比氫和氦重，而后者對的起源追溯到大爆炸中，但是Ia型超新星產生不同的元素，例如錳(Mn)，鎳(Ni)和鐵(Fe)。這些元素的豐度可以通過附近恒星的光譜特征來測量，這些特征像化石在考古學中一樣，記錄了過去的超新星記錄。也是英國赫特福德郡大學的副教授，他說，因此，銀河系中元素豐度的演變可以對Ia型超新星的真實起源提供嚴格的限制。

Ia型超新星的祖先恒星是一種由碳和氧構成的白矮星。白矮星是在中等質量恒星死亡后形成的，電子簡并壓力支持恒星在自身引力作用下不坍塌。但是，如果白矮星超出其上限(也稱為Chandrasekhar質量極限(以物理學家Subrahmanyan Chandrasekhar命名)，則會導致核反應，導致其爆炸。

因此，在一個包含近錢德拉塞卡爾質量白矮星的雙星系統中，伴星的質量增加會引起爆炸，這是Ia型超新星提出的兩種方案之一(“單一簡并方案”)。在另一種情況下，在二進制系統中形成了兩個白矮星(“雙重簡并場景”)，它們合并在一起而引起爆炸，即Chandrasekhar-mas子爆炸。