超新星爆炸最初形状的模拟图。(路透)
超新星爆炸(Supernova)是大质量恒星演化到末期的死亡模式,名列最剧烈天文事件之一,但是其发生过程模样一直是个谜。现在天文学家首度观测到非常初期的超新星爆炸,一颗大质量恒星以独特的橄榄形爆炸,罕见一窥恒星爆炸「婴儿期」的形态。
《路透》报导,这项由中国清华大学天文物理学家杨轶和美国、德国天文学家合作的研究,观测对象是一颗在长蛇座(Hydra)方向、距离地球约2200万光年的螺旋星系NGC 3621中一颗恒星,其质量约为太阳的15倍。由于超新星爆炸发生得非常快,非常难以精准掌握到爆炸发生当时状态,这次能够捕捉到,是迅速反应的成果。
这场超新星爆炸于2024年4月10日被首次侦测到,当时杨轶刚搭机抵达旧金山,随即在数小时内申请欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)观测,研究人员在侦测到超新星爆炸后仅26小时就展开观测,当时距离该恒星内部喷出物质首度冲破恒星表面约29小时。
观测显示,这颗濒死恒星赤道附近被一圈原本就有的气体与尘埃盘环绕,爆炸威力将恒星核心物质推向外侧,扭曲恒星形状,变成直立的橄榄形。这场爆炸令人注意的是,恒星并非以球形,而是从两侧猛烈爆开。
这份研究报告12日在《科学先端》(Science Advances)期刊发表。像这类大质量恒星通常寿命相对短,这次观测的为「红超巨星」(red supergiant),寿命大约2500万年,相比之下,太阳目前已超过45亿岁,预计还能存在数十亿年。
报告第一作者杨轶指出,「超新星爆炸的几何形态,可为恒星演化和引发这场『宇宙烟火』的物理过程,提供关键资讯」;当恒星用尽其核心核融合反应的氢燃料后,核心会急遽塌缩,产生强烈冲击波,将物质往外抛射,穿出恒星表面、冲向太空,这次VLT的首批观测就正好捕捉到物质被爆炸加速冲出恒星表面的阶段,而这个短暂阶段是研究超新星爆炸最初「突破形」的机会。他说,随著科学家持续更细部了解大质量恒星的死亡之谜,这次的观测似乎排除了一些当前对超新星爆炸过程的理论模型。
来源:自由时报
