日前，中國科學(xué)院云南天文臺韓占文創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Ia型超新星前身星領(lǐng)域的研究工作取得了新的進(jìn)展。以博士研究生王博為第一作者撰寫的這一最新研究成果近期發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《皇家天文學(xué)會月刊》（MNRAS）上。該研究成果已相繼被英國皇家天文學(xué)會網(wǎng)站、BBC、科學(xué)日報(bào)（Science Daily）、天文在線（Astronomy Now Online）、科學(xué)中心（Science Centric）、阿爾法-伽利略（Alpha Galileo）、美國紅軌道網(wǎng)站（Red Orbit）、科學(xué)博覽（Scientific Blogging）以及俄羅斯“紐帶”新聞網(wǎng)等30多個國外主要科學(xué)媒體進(jìn)行了報(bào)道，并被美國Newsy.com等大量國際媒體進(jìn)行了轉(zhuǎn)載。
        據(jù)了解，Ia型超新星具有可校準(zhǔn)的光度，可當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)燭光，用來測定宇宙學(xué)距離，從而探索宇宙的形狀。上個世紀(jì)末，Ia型超新星測距研究使人們認(rèn)識到宇宙在加速膨脹，從而推論出暗能量的存在。這不僅是天文學(xué)，更是物理學(xué)的巨大突破。Ia型超新星因其在宇宙學(xué)中的特殊地位被美國《新千年天文學(xué)和天體物理學(xué)》列為近十年內(nèi)恒星研究的主要對象之一。
        上個世紀(jì)60年代，科學(xué)家提出恒星的電子簡并核可以通過熱核燃燒激發(fā)熱核爆炸，并將整個天體炸碎。經(jīng)過近50年的研究，現(xiàn)在科學(xué)家已普遍接受了如下圖景，即Ia型超新星來源于雙星系統(tǒng)中碳氧白矮星的熱核爆炸。碳氧白矮星從其伴星吸積物質(zhì)從而增加自身質(zhì)量，當(dāng)其質(zhì)量增加到其最大穩(wěn)定質(zhì)量極限時，其中心會激發(fā)不穩(wěn)定的熱核燃燒，放出的能量足以將整個碳氧白矮星炸碎，并生成大量的放射性元素鎳，鎳及其放射性子核的放射性衰變的能量注入到拋射物中將其加熱，從而使Ia型超新星看起來是如此的明亮（圖1）。

        隨著觀測技術(shù)的提高，研究人員已尋找到越來越多的Ia型超新星，并且發(fā)現(xiàn)約有一半的Ia型超新星的延遲時間小于1億年（Ia型超新星的延遲時間是指從雙星系統(tǒng)的形成到發(fā)生Ia型超新星爆炸的時間間隔）。這就意味著，還存在著更年輕的Ia型超新星。
        科學(xué)家們認(rèn)為，年輕Ia型超新星的存在可能對現(xiàn)有的星系化學(xué)演化模型產(chǎn)生沖擊，因?yàn)樵诔滦潜ê笏鼈儠绲禺a(chǎn)生大量的鐵，并將這些鐵反饋回它的寄主星系。此外，在宇宙學(xué)方面，因?yàn)镮a型超新星被用作宇宙學(xué)距離指示器，所以需要對其有更深入的認(rèn)識。
        當(dāng)前流行的Ia型超新星前身星模型主要有兩種，一種是碳氧白矮星的吸積模型，另一種是碳氧白矮星的并合模型。碳氧白矮星的吸積模型，是說一顆碳氧白矮星從一顆主序星、亞巨星或者是一顆紅巨星吸積物質(zhì)，被吸積的物質(zhì)在碳氧白矮星表面穩(wěn)定地燃燒，逐漸增加白矮星質(zhì)量，當(dāng)白矮星的質(zhì)量達(dá)到其最大穩(wěn)定質(zhì)量極限時，白矮星中心的碳被點(diǎn)燃，釋放出的核能瞬間將白矮星炸碎，從而產(chǎn)生Ia型超新星現(xiàn)象。碳氧白矮星的并合模型，是指兩顆碳氧白矮星相互繞轉(zhuǎn)，由于引力波輻射提取雙星系統(tǒng)軌道角動量，使雙星相互靠近，最終并合成一顆新的碳氧白矮星，如果這顆新的碳氧白矮星的總質(zhì)量超過最大穩(wěn)定質(zhì)量極限，也會發(fā)生類似于碳氧白矮星吸積模型那樣的熱核爆炸。但是，現(xiàn)有的這些Ia型超新星前身星模型都很難對這些年輕Ia型超新星進(jìn)行解釋。
        針對這一難題，韓占文創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首次系統(tǒng)研究了一種新的Ia型超新星前身星的吸積模型，即碳氧白矮星加上氦星的雙星模型，指出一個碳氧白矮星可以通過洛希瓣從一顆氦星或者是一顆處于亞巨階段的氦星吸積物質(zhì)（圖2），最后達(dá)到其最大穩(wěn)定質(zhì)量極限，從而發(fā)生Ia 型超新星爆炸。這一模型可以解釋年輕的Ia 型超新星的形成，模型與實(shí)際觀測結(jié)果也基本吻合。碳氧白矮星加上氦星雙星系統(tǒng)是雙星演化理論的產(chǎn)物，也就是說雙星演化可以自然地產(chǎn)生這樣的雙星系統(tǒng)，并且在實(shí)際的觀測中也存在著這樣的雙星系統(tǒng)。

        研究表明Ia型超新星在爆炸后會剩下一個殘留伴星。那么，搜尋這些殘留伴星將是非?，F(xiàn)實(shí)的事情，它將對認(rèn)識Ia型超新星前身星的本質(zhì)具有重要意義。碳氧白矮星加上氦星雙星系統(tǒng)在發(fā)生超新星爆炸后，會剩下一顆高速的氦星，它的速度甚至可以超過我們銀河系的逃逸速度。目前，該創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)已經(jīng)給出了我們銀河系內(nèi)當(dāng)前時刻Ia型超新星殘留伴星的詳細(xì)特征，這些特征有助于在實(shí)際觀測中搜尋這些殘留伴星。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃利用我國的大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）對這些殘留伴星進(jìn)行搜尋。該研究項(xiàng)目獲得了國家自然科學(xué)基金委員會的支持。