哈勃太空望远镜捕捉到115亿年前超新星炸开的瞬间

(a)哈勃望远镜拍摄Abell370星系团的图像。本篇研究目标的超新星标示于左侧小框内。(b)将2011年到2016年的图像叠加。(c)2010年12月捕捉到超

(a)哈勃望远镜拍摄Abell370星系团的图像。本篇研究目标的超新星标示于左侧小框内。(b)将2011年到2016年的图像叠加。(c)2010年12月捕捉到超新星爆炸。(d)将图(c)减掉图(b)仅留爆炸超新星的图像。(e)不同波段所观测的超新星。

(神秘的地球uux.cn)据台北市立天文科学教育馆网站(编译 潘康娴):天文学家新发现一颗115亿年前核心塌缩的超新星(又称II型超新星),哈勃太空望远镜正巧拍到炸开的时刻。这次的目标比太阳还大了533倍,属于红超巨星的恒星,它的图像正巧经过大质量的星系团Abell370的重力透镜,天文学家借机详加调查早期年轻时的宇宙。研究论文刊登于《自然》(Nature)期刊。

明尼苏达大学(University of Minnesota)的天文学家派崔克.凯利(Patrick Kelly)博士说:「这是头一回天文学家可在早期宇宙演化阶段将超新星看得仔细。这是件令人兴奋的消息,因为我们现在有这颗恒星,可以调查宇宙刚诞生时期(约现在1/5的年龄),当时恒星是否与现在附近的恒星有什么不同。」

凯利博士和研究团队使用哈伯太空望远镜和大双筒望远镜(Large Binocular Telescope,位于美国亚利桑那州)的数据,分析这颗目标被重力透镜影响所放大的三个图像。

由于核心塌缩的超新星,在塌缩到极限时的冲击,会迅速反应到恒星表面使之变亮,随后膨胀冷却,剧烈变化的光变曲线跟它的初始状态有关。由于是短时间的爆炸,若藉由星系质量的重力透镜效应,不仅可将光路径延迟几天抵达,还能将星光放大。对测量遥远、高红移、有光变曲线变化的目标,重力透镜是非常给力的工具。(编按:红移是指目标相对观测者远离中,使光的波长增加)

凯利博士说明:「重力透镜就像一个天然的放大镜,将哈勃望远镜所收集到的星等放大了8倍。虽然照片看起来是同时发生,但其实是捕捉到超新星三个不同阶段且相隔数天。」

这颗爆炸的红超巨星位于红移3的地方,比其他可以观测如此细节的超新星还远了约60倍。

凯利博士说:「从这组照片中,我们看到了这颗超新星迅速冷却,让我们可以调查清楚超新星在头几天是如何冷却,检视我们对超新星爆炸过程的理解。」

研究团队将这回的新发现,与2014年发表另一颗超新星爆炸的研究结果合并,以估计在宇宙年轻时,有多少颗恒星会爆炸。他们发现超新星的数量可能比先前以为的还要多很多。

明尼苏达大学物理与天文学的博士后研究员陈博士(这份期刊论文的第一作者)说:「核心塌缩的超新星对大质量和寿命短的恒星,是个灾难性的爆炸。若能获得核心塌缩超新星的数量,可帮助我们了解年轻时的宇宙,有多少大质量的恒星诞生于星系。」




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