天文學家研究來自孤立恒星的微弱超新星爆炸

宇宙中許多最重的恒星會在一次明亮的爆炸中結束它們的生命，這被稱為超新星，它短暫地超越了其所在星系的其他部分，使我們能夠在很遠的地方看到這些罕見的事件。在這個品質範圍的低端，超新星爆炸将把恒星的核心擠壓成一個密集的中子球，其密度比實驗室中可以重制的密度大得多。是以，科學家必須依靠理論模型和天文觀測來研究這些被稱為中子星的物體。

在這個範圍的極低端，超新星爆炸被認為是較弱和較黯淡的，但即使是最先進的超新星模拟，要測試這個假設也是具有挑戰性的。在我們最近發表的研究中，我們發現了一種測試這些較弱的超新星的新方法：通過将較弱的超新星爆炸與緩慢移動的中子星殘骸聯系起來，中子星的速度可以準确地估計較弱的超新星，而不需要昂貴的模拟運算。

中子星并不像其他恒星那樣閃閃發光，而是産生一束非常狹窄的無線電波，它可能（如果我們幸運的話）指向地球。随着中子星的旋轉，這束光似乎會忽明忽暗，形成一種燈塔效應。當這種效應被觀察到時，我們把它稱為脈動星，或脈沖星。射電望遠鏡的最新進展允許對脈沖星的速度進行精确測量。我們将測量結果與數百萬顆恒星的模拟結果結合起來，發現典型的高脈沖星速度并不允許出現許多弱超新星。

然而，有一個事實需要注意：許多産生中子星的大品質恒星是在恒星雙星中誕生的。如果一顆正常的超新星發生在一個恒星雙星中，那麼中子星的殘餘物将經曆一個巨大的後坐力，就像一個炮彈從爆炸的火藥中沖出來一樣，而且它很可能會從它的伴星中噴射出去，在那裡它可能會被觀察到一個單一的脈沖星。但是如果超新星很弱，中子星可能沒有足夠的能量來擺脫其伴星的引力牽引，而恒星雙星系統将保持完整。這是形成中子星雙星的一個必要步驟，是以這些雙星的存在證明了一些超新星爆炸必須是弱的。

我們發現，為了解釋中子星雙星的存在和慢速脈沖星的缺失，弱超新星隻能發生在非常接近的恒星雙星中，而不是在單一的、孤立的恒星中。這對于模拟超新星是很有用的，并且為越來越多的研究提供了補充，表明弱超新星可能隻發生在以前互相作用過的恒星雙星中。像這樣的研究，以相對較低的細節模拟許多恒星，是了解不确定的實體學對恒星群體的影響的關鍵，這在高度詳細的模拟中是不可行的。