这颗古老的超新星在宇宙仅有十亿年历史时爆炸
JWST发现MACS 1931.8-2635星系团的图像，该星系团包含SN Eos。图片来源：uux.cn/arXiv（2026年）。DOI： 10.48550/arxiv.2601.04156
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：早在地球出现之前，在太阳尚未完全成形之前，宇宙仍在学习如何闪耀。星系年轻脆弱，恒星活得快，死得剧烈，光本身才刚刚开始自由穿梭于太空。从那遥远的时代，一道短暂而强烈的闪光如今传到了我们这里。利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家发现了一颗古老到在宇宙仅有10亿年历史时爆炸的超新星。他们给它取名为SN Eos，取自希腊黎明女神，这个名字再贴切不过了。
这一发现于1月7日在arXiv预印本服务器上被报道，标志着现代技术为宇宙最早章节打开一扇窗户的罕见时刻。这不仅仅是一次恒星爆炸。那是一条来自宇宙本身还在觉醒的时代的信息。
当星星结束，故事开始
超新星是恒星的戏剧性死亡，这种爆炸光亮到能短暂盖过整个星系。对天文学家来说，这些事件远不止是表演。它们是星际生命的记录，被光编码。通过研究它们，科学家们了解恒星如何演化、星系如何生长以及宇宙随时间的变化。
超新星根据光线所揭示的特征，主要分为两大家族。I型超新星光谱中没有氢，而II型超新星则清晰地显示氢线。这种差异讲述了一个关键故事，说明是什么样的恒星爆炸以及它是如何死亡的。
II型超新星起源于质量超过8个太阳质量的大质量恒星，这些恒星在自身引力作用下坍缩。在剧烈的最后一幕中，它们的核心向内坠落又反弹向外，撕裂了恒星。这些爆炸被称为核心坍缩超新星，使天文学家能够研究大质量恒星的最后时刻。当这些星球出现在早期宇宙时，变得尤为珍贵，提供了关于第一代恒星如何生活和死亡的罕见线索。
以宇宙放大的视角看见不可见之物
探测到如此早期的超新星并不容易。通常，这些爆炸声会太微弱，无法在如此难以想象的距离中被察觉。但大自然提供了帮助。
该团队由约翰斯·霍普金斯大学的大卫·A·库尔特领导，依赖引力透镜效应，这一现象由爱因斯坦的引力理论预测。大质量天体，比如星系团，会弯曲并放大其背后物体的光线。这支宇宙放大镜能让无形变得可见。
利用这种方法，研究人员观察到超新星不仅出现一次，而是多次出现。其光被MACS 1931.8-2635星系团的引力分割成放大图像。这一发现来自JWST/NIRCam成像，作为金星观测的一部分。
正如研究人员所写，“SN Eos”以“2025年9月1日观测到的一对图像”出现。如果没有引力透镜，这场古老的爆炸将永远隐藏起来。
迄今为止发现的最远确认超新星
SN Eos之所以非凡，不仅因为它的历史，更因为它被自信地识别出来。其光谱红移为5.133，位于极远距离。这一测量确认了SN Eos是迄今发现的最远光谱确认超新星。
这颗超新星嵌入在一个非常暗淡的莱曼α星系中，这种星系通常与早期宇宙相关。这些星系暗淡、脆弱且难以研究，因此其中存在超新星更加令人惊讶。
JWST捕获的每一个光子都经过数十亿年才到达探测器。当那道光到达时，爆炸的恒星早已消失，其宿主星系因宇宙演化而改变。然而，它死亡的故事依然被光明保存。
宇宙黑暗解除后的爆炸
SN Eos爆炸的时间点恰逢宇宙历史上的关键时刻。数据显示，它在宇宙重新电离并对紫外线变得透明后不久爆发。在此之前，宇宙大部分被中性气体包裹，这些气体能吸收高能光。再电离后，光终于可以自由穿越广阔的距离。
这使得SN Eos成为新被照亮宇宙的罕见见证者。其爆炸发生在金属浓度低于太阳丰度10%的环境中。在天文学中，金属是比氢和氦更重的元素，低金属含量是早期宇宙环境的标志。当时形成的恒星由相对纯净的物质构成，仅由几代早期恒星死亡塑造而成。
垂死巨人的紫外线
SN Eos最引人注目的方面之一是其紫外线行为。在静止系中，超新星表现出变异、明亮和上升的远紫外发射。这种光传递了关于爆炸恒星温度和结构的重要信息。
通过分析该辐射，团队得出结论：SN Eos是一颗IIP型超新星，观测到接近平台期末期。IIP型超新星以在达到峰值后长时间保持大致恒定亮度而闻名。这个平台期是在爆炸能量穿过恒星富含氢的外层时形成的。
在如此古老的超新星中看到这种熟悉的行为令人震惊。它表明，即使在早期宇宙中，大质量恒星也可能以类似近距离观测到的恒星的方式生死。
由稀缺塑造的超新星
研究人员描述SN Eos为强透镜、多重成像且极度缺乏金属。这些特征都为其科学价值增添了另一层。
其低金属含量表明宇宙尚未因多代恒星爆炸而丰富。构成行星、生命，甚至天文学家的元素仍在锻造中。SN Eos代表了这条漫长创造链中的一个阶段。
由于它是多重成像，天文学家可以从空间中略有不同的路径研究同一爆炸。这提供了更丰富的数据集，有助于更有信心地确认超新星的性质。
为什么这一发现重要
SN Eos不仅仅是一次遥远的爆炸。它是概念验证和承诺。它的发现凸显了詹姆斯·韦伯太空望远镜的核心任务目标，包括理解第一批恒星的生命与死亡、元素的起源，以及最年轻星系的组装与演化。
通过确认早期宇宙中存在II-高原超新星，SN Eos有助于约束早期恒星演化的模型。它表明，在宇宙还年轻时，大质量恒星就已经以可预测的方式形成、生活和消亡。
最重要的是，SN Eos提醒我们，宇宙的记忆始终保持在光明中。借助JWST等工具和引力形成的自然透镜，天文学家现在可以跨越数十亿年读取这些记忆。每一次这样的发现都让我们更接近理解恒星如何死亡，更让我们了解我们所知一切的起源。
研究详情
David A. Coulter 等人，一颗光谱确认、强透镜、金属贫乏的二型超新星，z = 5.13，arXiv（ 2026）。DOI：10.48550/arxiv.2601.04156
