天文望遠鏡檔案資料可能顯示最遙遠的超新星

110億年前坍塌的巨大恆星可能揭示早期宇宙的奧秘

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一個天文學家團隊發現了可能是迄今為止最古老的超新星,他們估計,在未來幾年內,可以探測到來自同一時期的數萬顆超新星。

加州大學爾灣分校宇宙學中心的博士後研究員傑夫·庫克和他的同事發現了兩顆超新星,或恆星爆炸,據信是約110億年前巨大恆星坍塌的結果,比之前的記錄保持者早了大約10億年。(據估計宇宙的年齡為137億年。)

庫克的團隊在本週的《自然》雜誌上報告了他們的發現。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)研究人員彙編了來自夏威夷莫納克亞山的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡的多年檔案資料,尋找因內部恆星爆炸而變亮的星系。他們的搜尋目標是IIn型超新星,據推測其前身是鐵核發生災難性坍塌的巨大恆星。

超新星根據其發射光譜中氫的存在(II型)或不存在(I型)進行廣泛分類。IIn型超新星之所以如此命名,是因為它們的氫線很窄(因此是“n”)——據信它們標誌著超新星噴射物與恆星周圍稠密物質的相互作用。

IIn型超新星是進行長距離探測的有希望的目標,因為它們是紫外線的異常明亮發射體,這種短波輻射在穿越膨脹的宇宙數十億年後會被拉伸到光譜的可見部分。更重要的是,它們是長壽命事件,其可見的探測可以透過光譜學在最初的災難發生後幾年進行檢查。

聖地亞哥州立大學的天文學助理教授道格拉斯·倫納德說,與更為人所知的Ia型超新星(用作宇宙距離標記,並幫助證明了由暗能量驅動的加速宇宙)不同,“IIn型超新星在很長一段時間裡都被降級為第三方地位。”但如果它們可以用來探測早期巨大恆星形成的條件,它們可能會更受歡迎。“現在看來,”倫納德說,“它們可能是真正有趣的物體。”

倫納德稱庫克和他的合著者進行的研究是“非常困難且富有創造性的工作”。與此同時,他承認,對這些物體作為超新星而非,例如,由黑洞驅動的明亮發光星系核進行明確的光譜確認是一項艱鉅的任務。

倫納德說:“我認為[超新星]是引人入勝的,並且我認為總的來說它們是令人信服的,但我不會將其定在99%的水平。”來自世界上最大的望遠鏡的“進一步研究和更好的觀測”將“有助於確認”,他補充道。倫納德說,透過更清晰的資料以及對附近IIn型事件的進一步表徵進行比較,他預計“在不久的將來,這項發現的確定性將變得幾乎是鐵證如山”。

約翰·霍普金斯大學的天體物理學家亞當·里斯因其對Ia型超新星的研究而被認為是暗能量的共同發現者,他稱庫克團隊的論文是“英雄般的工作,令人非常興奮”。他說他並不完全確信,“但隨著更多對這些的研究,時間會證明一切。”

如果新方法經得起推敲,它可能會在早期宇宙中產生豐碩的成果。該研究的作者估計,在未來十年內,可能還有大約40,000顆來自同一宇宙時代的IIn型超新星等待被發現,以及一些來自更早時代的超新星。

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