科学家们最终确定了史诗级超新星的神秘恒星品种

当大质量恒星死亡时，它们不会安静地死去。它们的死亡是一场超新星奇观，比夜空中的整个星系都要亮，在它们的核心坍缩成黑洞或中子星的同时，它们向周围的空间喷射着恒星物质。

现在，我们已经对许多这样的爆炸进行了编目，并分析了它们发出的光，以找出恒星究竟是由什么组成的。科学家们注意到一种奇怪的模式。

大量的超新星神秘地没有氢 —— 这表明，这些超新星的起源地一定也有大量的贫氢恒星。事实上，天文学家预测，大约三分之一的大质量超新星祖先一定是贫氢的。

但是，当在宇宙中寻找这些缺乏氢的超新星候选者时，搜索只发现了一种糟糕的可能性，让科学家们摸不着头脑。

终于，一项专门寻找这些恒星的调查已经发现了25颗完全符合这一轮廓的恒星。这些假设的恒星确实存在，现在我们知道如何识别它们了。

多伦多大学的天文学家玛丽亚·德劳特（Maria Drout）说：“这是一个如此大而耀眼的洞。”她与奥地利科学技术研究所的天体物理学家伊尔瓦·格特伯格（Ylva Götberg）共同领导了这项研究，当时伊尔瓦·格特伯格在美国帕萨迪纳卡内基科学研究所的天文台工作。

“如果事实证明这些恒星很罕见，那么我们对所有这些不同现象的整个理论框架都是错误的，这对超新星、引力波和来自遥远星系的光都有影响。这一发现表明这些恒星确实存在。”

根据理论，这些被称为“贫氢超新星”的剥离包层超新星是由双星产生的。

我们以前见过紧密双星系统中的恒星相互吞噬物质。在这样的配对中，一颗恒星从它的双星伙伴那里提取了氢气包络，留下了一颗氢气很少的氦恒星。因此，当它最终爆炸时，它几乎不会释放出氢气。

我们已经看到氦恒星处于恒星质量范围的高端；它们的重量足够大，当它们死亡时，它们的核心会挤压成黑洞。但在中等范围内，在太阳的8到25倍之间开始的恒星很少。

这是个问题。这些恒星是中子星的前身，根据理论，它们也是中子星合并的前身。它们的数量应该比真正的“大型野兽”多得多。

但它们也更难被发现。除去它们的外层物质，它们发出的大部分光都在可见光光谱之外；在近距离的轨道上，由于一个更大、更明亮的伴星充斥着它刚刚吞噬的所有氢气，所以氦恒星更难被看到。

因此，研究人员在紫外线下进行了调查。在2018年至2022年期间，使用雨燕紫外线/光学望远镜研究了大小麦哲伦星云中的数百万颗恒星，麦哲伦星云是围绕银河系运行的矮星系。他们选择了25个表现出不同寻常的紫外线特征的候选恒星进行后续研究，使用麦哲伦望远镜获得光学光谱数据，以揭示恒星的化学成分。

事实证明，他们选对了。它们的恒星具有中等质量氦恒星所期望的高温、高表面引力、高氦和低氢。其中16个甚至具有与双星伴星一致的运动。

天体物理学家伊尔瓦·格特伯格表示：“我们发现这些恒星比恒星诞生线更蓝，这是一颗恒星一生中最蓝的阶段。单星通过向光谱中较红的区域演化而成熟。如果一颗恒星的外层被移除，它只会朝相反的方向移动 —— 这在相互作用的双星中很常见，在单颗大质量恒星中很少见。”

这只是第一步。该团队目前正在更详细地研究它们的恒星，以了解更多关于它们的信息，并扩大他们的搜索范围，寻找更多的氦恒星。他们还公开了他们的数据和理论模型，这样其他科学家就可以加入到研究中来。

天体物理学家伊尔瓦·格特伯格表示：“这项工作使我们能够找到失踪的中等质量、剥离的氦恒星，它们是贫氢超新星的先驱。这些恒星一直存在，而且可能还有更多。我们必须简单地想出找到它们的方法。我们的工作可能是第一次尝试，但应该有其他可能的方法。”

这项研究发表在《科学》杂志上。