原標題:咫尺1200萬光年,超新星誕生“有內(nèi)涵”
我南極天文臺望遠鏡記錄下爆發(fā)前期數(shù)據(jù)

AST3—2在1月11日—1月19日獲得的M82星系的圖像。圖中綠色方框為超新星爆發(fā)的位置。該超新星在1月11日晚上的圖不可見,但在1月15日就變得較明亮。

正在漠河進行低溫測試的南極天文臺巡天望遠鏡AST3—2。
科技日報訊 (記者徐玢)據(jù)天文博客網(wǎng)站《Bad Astronomy》報道,北京時間1月22日凌晨,倫敦大學師生在距地球1200萬光年的星系M82中發(fā)現(xiàn)一顆超新星(編號SN 2014J)。清華大學天體物理中心教授王曉鋒表示,此前我國南極巡天望遠鏡AST3—2放置在漠河測試觀測期間,也從這縷1200萬年前發(fā)出的光束中得到了該超新星爆發(fā)極早期的數(shù)據(jù),這有助于研究該類超新星爆發(fā)前身星的性質。
以光速行進1200萬年,這就是超新星SN 2014J與我們的距離。如果和我們每天去菜市場的路途相比,它遠得讓人無法想像;但如果以宇宙大小150億光年的尺度來衡量,它卻是一位相隔“不超過兩條街”的近鄰。
由于超新星爆發(fā)的不可預計性,往往很難觀測到其爆發(fā)早期數(shù)據(jù)。就在倫敦大學師生這項發(fā)現(xiàn)的前一周,正在我國黑龍江漠河調(diào)試的南極天文臺AST3—2巡天望遠鏡記錄下了這顆超新星自1月15日以來的爆發(fā)情況。“根據(jù)光度曲線推測,這顆超新星極有可能在1月14日開始爆發(fā),AST3—2望遠鏡的數(shù)據(jù)有助于我們獲取超新星爆發(fā)前的更多物理信息,這一重要結果已經(jīng)報告給國際天文電報中心?!蓖鯐凿h說。
超新星爆發(fā)是恒星在走向死亡前的“回光返照”。當核心的核燃料幾乎燃燒殆盡,恒星會以一次光度和體積的迅猛上升宣告生命的終結,而后根據(jù)自身“體重”的不同,走向中子星、黑洞等不同歸宿,或者完全彌散到星際空間?!俺滦堑牧炼葧诒l(fā)后極短時間內(nèi)迅速上升,在十幾天后達到最大,然后逐漸下降,歸于平靜。”王曉鋒說。
根據(jù)光譜的不同特征,超新星可分為Ia型、Ib型以及II型等不同類型。此次發(fā)現(xiàn)的超新星屬于Ia型。由于具有相對一致的光度,Ia型超新星被用于推測星系的距離,進而研究宇宙膨脹。正是基于這一點,1998年美國和澳大利亞的兩個研究組利用Ia型超新星發(fā)現(xiàn)了宇宙加速膨脹,并預示宇宙暗能量的存在。這一研究成果在2011年獲得諾貝爾物理學獎?!暗滦潜l(fā)前所處的環(huán)境差異會使Ia型超新星的精確光度產(chǎn)生些許差別?!弊辖鹕教煳呐_王力帆研究員說,確定超新星爆發(fā)前的狀態(tài),對利用Ia型超新星精確測量宇宙的膨脹歷史,以及揭示暗能量的性質有重要意義。
天文學家將超新星爆發(fā)前的恒星稱作前身星。目前普遍認為,Ia型超新星的前身星是“體重”為太陽1.4倍左右的白矮星與其他天體組成的雙星系統(tǒng)?!翱赡苁莾深w互相繞轉的白矮星逐漸靠近,最終相撞引發(fā)劇烈爆炸。也有可能是白矮星與另一顆恒星組成的雙星系統(tǒng),白矮星在近距離繞行時不斷從這顆恒星吸收物質,最終由于自身質量過大引發(fā)內(nèi)部核聚變反應,發(fā)生爆炸?!蓖鯐凿h說,這兩種不同情況意味著Ia型超新星前身星的年齡、金屬豐度、星周環(huán)境有著很大區(qū)別,導致其光度有所不同。2013年,王曉鋒教授領導的研究小組在國際著名雜志《Science》發(fā)表論文稱,第二類Ia型超新星多集中于星系中恒星形成活躍的區(qū)域,并以較高的速度向外拋射物質?!斑@次發(fā)現(xiàn)的超新星SN 2014J爆發(fā)向外拋射物質的速度很快,且周圍有大量的氣體和塵埃,說明這里發(fā)生過或正在進行激烈的恒星形成過程。這很符合我們對其前身星系統(tǒng)較年輕、來自白矮星和普通恒星雙星系統(tǒng)的預判?!?/p>
“這是自大麥哲倫云SN1987A爆發(fā)以來,離我們最近的超新星。我們期待從這顆超新星獲得更多前身星留下的信息?!蓖趿Ψf。
南極天文臺巡天望遠鏡的合作單位包括國家天文臺、清華大學、南京大學、南京天光所、紫金山天文臺、北京師范大學以及天津師范大學。該巡天望遠鏡由3臺口徑為0.5m施密特望遠鏡組成,主要科學目標為尋找和研究超新星以及地外行星。參與此次漠河測試的人員包括天津師范大學商朝暉教授、南京天光所及國家天文臺的有關工作人員。