超新星模拟揭示了恒星爆炸如何形成碎片云

由于RIKEN天体物理学家对这些灾难性事件进行了计算机模拟，因此天文学家现在更能解释超新星残余的观测结果。

当某些类型的恒星死亡时，它们会在荣耀的火焰中熄灭，这是一种超强的爆炸，称为超新星。超新星最常见的形式之一是Ia型，始于一颗密集的白矮星，它燃烧了氢燃料。来自同伴恒星的物质可能会在矮人中引发失控的核聚变反应，引发大规模的大火，在宇宙中产生许多较重的元素。它们被散发在被称为残留物的发光云中，上面带有爆炸的烙印。

RIKEN天体物理大爆炸实验室的Gilles Ferrand及其在日本和德国的同事一直在开发可重现超新星的三维计算机模拟。他们的模拟涉及两个步骤：第一个模拟超新星爆炸本身，而第二个模拟则用作超新星残留模型的输入。费朗解释说：“我们的目标是探索不同爆炸条件如何产生具有特征形状和成分的残余物，这些残余物与我们在银河系中观察到的相似。”

该团队的最新模拟着重于超新星的两个方面：爆炸如何在白矮星内部点燃，以及燃烧如何掠过恒星。点火可以仅在白矮星内部的几个地方开始，也可以同时在许多点被触发。同时，燃烧可能是爆燃(一种湍流的火，其移动速度慢于本地声音的速度)，也可能涉及爆燃，然后是超音速爆轰。

通过将这些选项以不同的方式组合在一起，研究人员产生了四个超新星残留物模型。“每个模型都有其独特的特性，”费朗德说。例如，极少有点火点和爆燃爆炸的超新星产生的残余物具有与爆炸中心偏离的对称壳体。相比之下，在模拟中几乎没有点火点和爆震产生了残余物，其中外壳的一半厚度是另一半的两倍。爆燃模拟中的残余物还具有较稠密材料的意外“接缝”。

这些结果表明，最好的时间是在爆炸后大约100-300年内看到超新星在其残留物上留下的烙印。这种烙印在超新星中出现的时间更长，点火点更少，并且在500年内，模拟中的所有残余物总体上变成了球形。这些结果将指导天文学家解释超新星残留物的观测结果。