附近星系爆發超新星

自 1987 年以來,最接近地球的恆星爆炸之一可能在兩週內用雙筒望遠鏡對天文觀測者可見

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昨晚,一顆新的超新星的光到達了地球上的天文學家。它的起源:附近的星系 M82,距離約 3.5 百萬秒差距(1140 萬光年)。這是自 1987 年一顆巨型超新星在 168,000 光年外爆炸以來,地球上觀測到的最接近和最亮的超新星之一。天文學家說,最新的超新星屬於 Ia 型,可能有助於揭示這類超新星的形成過程。此外,由於這些超新星被用作宇宙測量標尺,更好地理解它們可能有助於闡明宇宙的形狀。

這顆超新星足夠明亮,可以用一個不起眼的望遠鏡在一個不太可能的地方被發現:陰雲密佈的北倫敦。1 月 21 日晚上 7 點左右,倫敦大學學院的天文學家史蒂夫·福西(Steve Fossey)正在倫敦大學天文臺用一臺 35 釐米的望遠鏡給學生上常規課。M82(也稱為雪茄星系)的影像出現在他們的螢幕上。福西注意到一些不尋常的東西:一顆恆星位於星系盤的邊緣。這與福西對星系的記憶不符,也與他們在網際網路上查到的影像不符。“它看起來有點奇怪,”他說。

隨著天空變得陰雲密佈,福西的學生們檢查他們的望遠鏡是否存在儀器誤差,並確認該物體不是小行星。福西在天文臺啟動了另一臺小型望遠鏡,並在晚上 7:45 雲層籠罩之前確認了該物體的位置。然後,他給帕薩迪納加州理工學院的同事發了電子郵件。


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在那裡,曹毅接過了接力棒。曹毅是一位天文學研究生,他為該物體尋求光譜——這對於確認該物體為超新星並辨別其型別至關重要。他迅速安排在新墨西哥州用一臺 3.5 米的光譜儀望遠鏡開始觀測。就在英國時間早上 9 點之前,曹毅匆匆向天文學家電報(一種通知服務)發了一條訊息。他報告說,該光譜與 Ia 型超新星的光譜相匹配,並且它可能會在兩週內變得更亮。

屆時,它可能可以透過雙筒望遠鏡看到。與此同時,天文學家一直在透過電子郵件、電話和推特討論這顆超新星,以努力調動觀測資源。“我今天早上來上班時,電話響個不停,”圖森亞利桑那大學的天文學家布蘭特·羅伯遜說。“這很有趣。”

這也是對 Ia 型超新星罕見的近距離觀察,它似乎以固有的亮度爆炸,表明它們具有共同的起源。1987 年的超新星屬於不同的類別,即 II 型——被認為是巨型恆星坍塌的核心爆炸的結果。據認為,Ia 型超新星是在恆星物質堆積到一顆白矮星上時形成的——白矮星是一顆已經失去了多餘質量的古老暗淡恆星——並超過了一個臨界閾值,從而引發了熱核爆炸。一些天文學家說,額外的物質可能不是來自普通的或大型的恆星,而是來自兩顆白矮星的合併(見“開普勒揭示超新星之謎”)。無論如何,天文學家一致認為,Ia 型爆炸最常見於古老的白矮星中。羅伯遜說,這就是為什麼在 M82 中發現超新星有點令人驚訝的原因,M82 在天文學家中以其是一個年輕的恆星形成區而聞名。

世界各地的天文學家現在將監測超新星變亮的精確方式。他們依靠 Ia 型超新星的一致性來進行非常精確的距離測量。這些宇宙標尺(天文學家稱之為“標準燭光”)對於發現暗能量(一種加速宇宙膨脹的神秘力量)至關重要。

M82 的臨近意味著有許多它爆炸前的現有影像,包括一些來自哈勃太空望遠鏡的影像。曹毅和其他人將梳理這些影像,尋找爆炸之前該區域的情況。這並不容易:M82 充滿了塵埃。但是超新星照射到塵埃上的光線也可以教會天文學家一些關於宿主星系的知識。加州理工學院的天文學家 Shri Kulkarni 說,一個團隊已經在尋找放射性元素,例如鎳,理論預測這些元素會在這樣的超新星中形成。“塵埃有它自己的魅力。”

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