中國天文學家在富碳Ia型超新星SN 2017hpa觀測研究取得進展

一般認為，Ia型超新星起源於碳氧白矮星的熱核爆炸，基本相同的峰值光度使它們成為銀河系外距離的指標，也是研究宇宙膨脹的重要探針。Ia型超新星存在多樣性，不同的前身星系統或爆發機制可能影響其作為距離探針的精度。Ia型超新星中未燃燒碳的存在由單一燃燒過程決定，可作為其爆炸機制的診斷工具。理論上，約40%的Ia型超新星早期光譜中應能檢測到碳，但目前觀測到的富碳Ia型超新星樣本有限。

中國科學院新疆天文台光學天文研究室與國內外合作者研究確認SN 2017hpa為富碳Ia型超新星。針對該超新星光譜和測光觀測數據的分析研究，發現該超新星拋射物中存在較多的碳，在光極大時具有正常光球層膨脹速度但有較大的速度梯度。該研究有助於理解Ia型超新星前身星系統及其爆炸物理機制。

SN 2017hpa爆發後，研究人員聯合使用多台望遠鏡，觀測並獲取該星大量多波段測光和光譜數據，測光數據覆蓋從光極大前13.3天到光極大後143.5天，光譜數據涵蓋了光極大前14.1天到光極大後86.6天共26條譜（⬆️圖分別展示該超新星的多波段光變曲線及四個不同時刻的光譜對比）。研究採用光變曲線模板擬合、流量密度分佈分析等方法，獲取了該超新星的光變曲線形狀參數及絕對星等和光度，並通過光譜對比分析、譜線擬合等方法，計算了該超新星光球層膨脹速度及一些中等質量元素速度的演化，提出該超新星可能產生於碳氧白矮星的暴力並合，其高速梯度特徵與超新星拋射物的深度混合有關。

【圖、文：節錄自中國科學院新疆天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2021年3月16日出版的《天體物理學報》