返朴：是搜寻已久的神秘类型超新星吗？，史上最高能超新星被发现( 三 )
对不稳定超新星爆发的艺术想象图 。 |来源：NASA/CXC/M.Weiss
04脉冲对不稳定超新星
初始质量在70到140个太阳质量的恒星 ， 演化到晚期 ， 核心也存在产生中微子与反中微子的过程 ， 引起恒星收缩 ， 但只是将恒星的外层喷出 ， 不将恒星彻底炸毁 。 这样的过程就是“脉冲对不稳定” ， 它会发生一次、两次甚至多次 。 如果后喷发出的物质能够追上前面的物质 ， 就会使一部分机械能转化为内能 ， 使亮度突然增加；如果恒星最后爆炸为核塌缩型超新星 ， 然后撞击此前喷发出的物质 ， 也可以大大提高亮度 。 这两类都被称为“脉冲对不稳定超新星” 。 其实 ， 我认为 ， 后者只是“对不稳定喷发”+核塌缩型超新星 ， 并不算真正的“对不稳定超新星” 。 但这里我还是按照其他人的说法来展开叙述 。
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脉冲对不稳定超新星爆发的数值模拟图 。 后喷发的物质层撞击此前喷发的物质层 ， 形成高能冲击波 ， 将机械能转化为辐射 。 图中浅红色“浪花”表示因碰撞而碎裂的物质块 ， 它们与母恒星的距离为750亿千米 ， 是地球与太阳平均距离的500倍 。 不同颜色表示不同的密度 ， 红色为中心还存在的恒星 ， 密度最高 。 |来源：Heger,A.2013,Nature,494,46-47 ， 制图：Ke-JungChen
这4类爆炸模式中 ， 前两类已经被观测不断确认 。 但后两类却一直没有被完全确认 。 比如SN2006gy ， 有人认为它是对不稳定超新星 ， 但后来的观测表明它不是；有人认为它是脉冲对不稳定超新星 ， 并预言9年后（2015年）天文学家可以在原地再次看到真正的超新星爆发 ， 但实际上至今未观测到预言中的爆发 。 有人认为SN2007bi是对不稳定超新星 ， 但后来又有人从光谱的角度提出很强烈的质疑 。 2019年 ， Gomez等人在论文里提出：SN2016iet可能是一颗“对不稳定超新星”或“脉冲对不稳定超新星” 。 但这个结论依然无法得到公认 。
这次 ， Nicholl等人提出了两个模型来解释这个超新星 。
第一个模型是：恒星先经历了一次脉冲对不稳定性 ， 喷发出大量物质；然后恒星爆炸为核塌缩型超新星 ， 超新星喷射物撞击之前喷发出的物质 。
第二个模型是：恒星先经历了一次脉冲对不稳定性 ， 喷发出大量物质；然后恒星爆炸为对不稳定性超新星 ， 超新星喷射物撞击之前喷发出的物质 。
这两个模型的共同点是：都经历过一次脉冲对不稳定性；超新星爆发后都与此前喷发出的物质碰撞 ， 使亮度大幅度增加 。 不同点是：最后恒星爆发的模式不同 。
如果作者们的模型处理得天衣无缝 ， 那我们就可以为天文学家终于找到传说的那两类超新星中的一种而欢呼了 。 但是……未解决的问题
但是 ， 我在仔细看完作者们的那篇论文之后 ， 发现了几个问题：
1、在使用“脉冲对不稳定超新星”模型时 ， 如果采用合理的参数来拟合 ， 作者们得到的紫外线辐射的理论值低于观测值 。 这是不合理的 。 作者也承认了这个缺陷 。
2、如果想让紫外线的理论值与观测值吻合 ， 得到的质量参数太大：喷射物质量大约是182个太阳质量 ， 恒星爆发前喷发出的介质的质量约为158个太阳质量 。 喷射物与周围介质的总和超过300个太阳质量 。 单星如果具有这样大的质量 ， 最后会直接收缩为黑洞 ， 而不会爆炸 。 对于双星 ， 总质量这么大的恒星恰好在并合后迅速抛出质量极大的物质层然后爆炸 ， 这需要非常巧合 。
3、对不稳定超新星爆发后 ， 合成的放射性镍-56的质量可以达到几个甚至几十个太阳质量 ， 这些镍-56衰变后释放的能量将超新星喷射物加热 ， 使它们也可能异常明亮、异常高能 。 而作者在使用“对不稳定超新星+相互作用”的混合模型时 ， 直接忽略了镍-56对亮度的贡献 。 这必然会使各参数产生偏差 。
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