宇宙中许多最重的恒星会在一次明亮的爆炸中结束它们的生命，这被称为超新星，它短暂地超越了其所在星系的其他部分，使我们能够在很远的地方看到这些罕见的事件。在这个质量范围的低端，超新星爆炸将把恒星的核心挤压成一个密集的中子球，其密度比实验室中可以重现的密度大得多。因此，科学家必须依靠理论模型和天文观测来研究这些被称为中子星的物体。



在这个范围的极低端，超新星爆炸被认为是较弱和较黯淡的，但即使是最先进的超新星模拟，要测试这个假设也是具有挑战性的。在我们最近发表的研究中，我们发现了一种测试这些较弱的超新星的新方法：通过将较弱的超新星爆炸与缓慢移动的中子星残骸联系起来，中子星的速度可以准确地估计较弱的超新星，而不需要昂贵的模拟运算。


中子星并不像其他恒星那样闪闪发光，而是产生一束非常狭窄的无线电波，它可能（如果我们幸运的话）指向地球。随着中子星的旋转，这束光似乎会忽明忽暗，形成一种灯塔效应。当这种效应被观察到时，我们把它称为脉动星，或脉冲星。射电望远镜的最新进展允许对脉冲星的速度进行精确测量。我们将测量结果与数百万颗恒星的模拟结果结合起来，发现典型的高脉冲星速度并不允许出现许多弱超新星。


然而，有一个事实需要注意：许多产生中子星的大质量恒星是在恒星双星中诞生的。如果一颗正常的超新星发生在一个恒星双星中，那么中子星的残余物将经历一个巨大的后坐力，就像一个炮弹从爆炸的火药中冲出来一样，而且它很可能会从它的伴星中喷射出去，在那里它可能会被观察到一个单一的脉冲星。但是如果超新星很弱，中子星可能没有足够的能量来摆脱其伴星的引力牵引，而恒星双星系统将保持完整。这是形成中子星双星的一个必要步骤，所以这些双星的存在证明了一些超新星爆炸必须是弱的。


我们发现，为了解释中子星双星的存在和慢速脉冲星的缺失，弱超新星只能发生在非常接近的恒星双星中，而不是在单一的、孤立的恒星中。这对于模拟超新星是很有用的，并且为越来越多的研究提供了补充，表明弱超新星可能只发生在以前相互作用过的恒星双星中。像这样的研究，以相对较低的细节模拟许多恒星，是理解不确定的物理学对恒星群体的影响的关键，这在高度详细的模拟中是不可行的。