卡西欧亚超新星爆发前小时尺度的非均匀星际混合

理解星体及其演化是天文研究的核心目标，也长期以来是人类关注的焦点。近年来，理论天文学家们高度关注巨型星体内部的最终过程，因为这些过程对于揭示 neutrino 驱动的超新星机制及其他巨型星体坍缩的瞬时现象至关重要。然而，直接观测巨型星体在爆炸前的最后几个小时极具挑战性，因为只有在超新星事件触发后，观测才会达到强烈程度。本文报告了一种最终阶段的星体活动证据，称为“壳层合并”（shell merger），即 O 燃烧壳吞噬其外部 C/Ne 燃烧壳的强烈燃烧过程，发生在着陆星体内部离爆炸仅小时之内。由于壳层合并所产生的激烈对流层中，O 丰富层中丰富的 Ne 被吸入燃烧，而由此合成的 Si 被输送到外部。残星仍保留部分 Ne 丰富向下流动和 Si 丰富向上流动的痕迹，表明非均匀壳层合并混合在距离引力坍缩仅小时（$\lesssim 10^4$ 秒）时即已开始。我们的结果首次提供了证据表明，最终星体燃烧过程迅速改变其内部结构，留下了爆炸前的非球对称性。这一球对称性的破裂有助于巨型星体爆炸，并影响各种超新星及残星特征，包括爆炸非对称性、中子星的弹性与自转。