天文學家發現最遙遠的超新星

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超亮超新星聽起來像是某個喜歡誇張的人虛構出來的稱號,但這種爆炸確實值得用這種誇張的語言來形容。它們是非常巨大的爆炸——而且最近發現的兩個例子起源於非常遙遠的過去。

天文學家利用位於夏威夷莫納克亞山頂的兩架望遠鏡,發現了一對超新星,它們發生在100多億年前,當時宇宙的年齡還不到現在的四分之一。這兩顆超新星中較老的,也就是更遙遠的那顆,是已知最遙遠的此類事件。

研究人員之所以能夠發現這些古老的恆星爆炸(其光線才剛剛到達地球),是因為這些超新星的極端亮度——新發現的爆炸可能標誌著質量是太陽100多倍的巨型恆星的災難性死亡。儘管在相對較近的宇宙中已經探測到這種超亮爆炸,但它們在早期宇宙中應該更常見,因為當時大質量恆星更多。


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澳大利亞斯威本科技大學的傑夫·庫克及其同事在10月31日線上發表在《自然》雜誌上的一項研究中報告了這些發現。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)這對超新星被命名為SN 2213-1745和SN 1000+0216,是從2003年至2008年間在3.6米加拿大-法國-夏威夷望遠鏡拍攝的深空影像中識別出來的。然後,研究人員使用10米凱克I號望遠鏡對發現超新星的星系進行了光譜測量,從而獲得了兩個宿主星系的精確距離測量值。

宇宙學家和天體物理學家使用紅移來衡量宇宙距離,紅移是衡量光在膨脹的宇宙中傳播時被拉伸到更長波長的程度。SN 2213-1745的紅移為2.05,這意味著該超新星的母恆星在104億年前爆炸。(現在的宇宙大約有137億年曆史。)SN 2213-1745的極度亮度和緩慢衰退與所謂的對不穩定超新星的預期特性非常吻合,對不穩定超新星是巨型恆星因高能伽馬射線產生物質和反物質粒子對而導致的死亡。研究人員估計,作為SN 2213-1745爆炸的恆星可能質量高達250個太陽。

SN 1000+0216的紅移為3.9,它在大約120億年前爆發。這一發現打破了庫克及其同事在2009年發現的紅移為2.36的超新星所保持的記錄,這相當於大約110億年的光傳播時間。庫克及其同事報告說,新的記錄保持者也可能是一種對產生超新星,但關於遙遠災難的資料太有限,無法確定這種明亮爆炸背後的確切機制。

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