找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

手机号码,快捷登录

手机号码,快捷登录

搜索
热搜: 外空 太空 航天

超新星SN 1987A的新纪元

[复制链接]
发表于 2017-9-1 22:51:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,加入外空网,结交更多天文爱好者

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

×
  原文标题:The Dawn of a New Era for Supernova 1987A
  原文作者:Carol Grady;Donna Weaver,Ray Villard
  来自:哈勃官网; 发表时间:2017.2.24
  翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)
  2017.2.24:公元1987.2.23,智利安第斯山脉上的拉斯坎帕纳斯(Las Campanas)天文台,望远镜操作人员奥斯卡·杜阿尔德(Oscar Duhalde)驻足于天文台外,不经意的望着清澈的夜空。南天球上著名的大麦哲伦星系(LMC)一如既往的引入注目,但是现在它的近旁却有一颗从未见过的亮星。
DSC0000.jpg

  哈勃拍摄的SN 1987A。大图:34.2MB,版权:NASA、ESA,研究者团队,下同。
  本图由哈勃的第二代广域行星相机(WFPC2,已退役)和第三代广域相机(WFC3,它取代了WFPC2)获得的图像组合而成。图像中的前景、背景星空由WFPC2的早期图像提供,超新星本身图像由WFC3提供。全新的数字图像合成技术使得画面比以前公布的清晰通透得多。超新星的天球坐标:赤经05时35分28.06秒,赤纬-69°16' 11.55"。WFPC2的图像分别摄于1994、1996、1997年,配色如下:宽波段蓝光滤光,中心波长439纳米(nm),配色蓝;555nm的宽波段黄绿光滤光,配色绿;814nm的近红外滤光,红。WFC3图像最新摄于2017.1.27,657nm的氢发射线(H-α)窄幅滤光,红。
  同一个夜晚,加拿大天文学家伊恩·谢尔顿(Ian Shelton)正在拉斯坎帕纳斯天文台研究LMC的群星。他拿起当日最新拍摄的LMC 照相底板(当年科技只有这种程度),他立刻注意到星系中有一片极为明亮的光——他首先想到的是底板出现了曝光缺陷。当他把曝光底板展示给天文台其他同事时,突然意识到这是一颗超新星。Duhalde也宣布他凭肉眼就发现了夜空中的超新星。很快,它就被命名为SN 1987A,也是400年来我们发现的最近的超新星。谢尔顿不久后在天文社区公布了其发现;可当年互联网还没出现呢,天文学家不得不爬下高山到最近的小镇,给国际天文学联合会(IAU)的天文电报局发电报,以公开其发现。
  自此之后,地球上的各种天文望远镜都被用于超新星的研究。在超新星爆发的1987年,哈勃还未发射。但1990年升空后,SN 1987A就成为哈勃的首批观测目标。 近30年来,哈勃持续跟踪其发展,深入观测超新星的爆发残骸。哈勃为天文学家提供了特写视角,研究分析超新星冲击波在爆发余烬产生的珍珠环现象。
  30年前,天文学家发现了400年来最明亮的爆发——这颗巨大的超新星,被命名为SN 1987A(1987发现的第一颗Supernova),它发现于1987.2.23,数个月中比太阳亮了1亿倍。
  自从看了SN 1987A一眼,天文学家就被她迷得神魂颠倒:她位于离我们最近的星系——大麦哲伦星系(LMC),而且这是400年来我们见到的唯一极近距离超新星,而人类科技已经有了大发展,为我们提供了仔细研究大质量恒星死亡前后阶段的绝好机会。
DSC0001.png

  SN 1987A的多波段合成图,全部伪彩,其中的ALMA图是新公布的,大图:1.9MB。
  为庆祝SN 1987A发现三十周年,一个国际天文学家团队,由意大利国立天文物理研究所(INAF)下属的巴勒莫天文台的萨尔瓦托·奥兰多(Salvatore Orlando)领衔,公布了SN 1987A的一批新图像、延时视频和数据动画。在结合了NASA的哈勃、钱德拉(Chandra)X线空间望远镜和地基阿塔卡玛大型毫米/亚毫米射电阵列(ALMA)的数据后,天文学家和公众都能探索SN 1987A,就像它刚爆发不久一样。
  自从1990年发射以来,哈勃持续观测SN 1987A,累积了数以百计的图像数据。1999年钱德拉发射后不久也开始观测SN 1987A,而ALMA这个拥有66个天线的强大阵列,在其部署伊始,就开始收集它的高精度毫米/亚毫米数据。

  马萨诸塞州坎布里奇(剑桥)市哈佛-史密松天体物理学中心(CfA)的Robert Kirshner介绍说:“对超新星1987A持续30年的观测非常重要 ,因为它让我们得以洞察恒星演化的最后阶段;”他也是位于加利福尼亚州Palo>  来自这些强大望远镜的最新数据显示,超新星1987A已经越过一个重要的发展节点。超新星的冲击波已经越过了恒星此前形成的稠密环,该环是超新星爆发前的前身星阶段吹出的快速外向流(该超新星以蓝超巨星爆发,译注)追上了更早的红超巨星阶段抛出的慢速恒星风而形成的(恒星温度高的,通常恒星风速度更快)。而稠密环以外的星际空间,我们当前对此了解很少,这取决于它在红超巨星阶段的演化细节。
  钱德拉SN 1987A观测团队领队、宾夕法尼亚州立大学的Kari Frank解说:“这次转变的细节,将帮助天文学家更好地理解命定的前身星将如何结束其生命。”
DSC0002.jpg

  SN 1987A环的多年变化图。大图:1.4MB。
  像SN 1987A这样的超新星能搅动其周围的气体,并触发下一代恒星和行星的诞生。形成新一代恒星/行星的气体中将富含碳氮氧铁等基本生命元素,这些元素在超新星核心聚变制造,随着超新星遗迹的扩大而分散到星系各处。持续研究SN 1987A将提供洞悉该早期扩散阶段的独特视角。
  让我们看看这些强大的望远镜提供了哪些研究:
  哈勃数据的分析显示,围绕超新星的稠密环在可见光波段发光,直径约1光年。该环至少在爆发前2万年就存在。来自超新星爆发的紫外辐射激发环中气体,少说也能发光几十年。
  在哈勃图像中,环内的中心结构已经扩大到约0.5光年长,最引人注目的特征是两个相反方向扩散的残骸气体泡,扩张速度约900km/s。
  从1999到2013年,钱德拉的数据显示一个在X线波段稳定变亮的膨胀环。来自初始爆发的冲击波穿过并加热了围绕超新星的气体,激发它们发出X辐射(与稠密物质环不是一回事,译注)。
  在最近的几年中,环的X线亮度不再增加:从2013.2到最新分析的2015.9的钱德拉数据,显示低能X线辐射的总量保持不变;同时,环的最里面部分开始变暗。这些变化提供的证据意味着爆发冲击波已经越过其稠密气体区,进入气体稀薄的星际空间。这也意味着SN 1987A的旧时代已经结束,新的时代开启。
  自从2012年投入使用始,ALMA就观测了超新星遗迹的辐射,研究超新星如何用原恒星新制造的元素,打造了如此广大的尘埃云。这些尘埃将持续其星际空间的旅途,其中的一部分将成为未来下一代恒星和行星的原材料。
  观测结果也暗示,早期宇宙中类似的超新星爆发同样会形成大量尘埃。
  天文学家还在爆发遗迹搜寻中子星残骸或黑洞的证据。他们在爆发前观测到了中微子暴(正是这次发现确定了II型超新星爆发前会产生中微子暴,译注),因此非常确信原恒星坍缩产生了致密天体——无论是中子星还是黑洞(可能性不大,译注),但迄今还没有任何观测证实其存在。
  SN 1987A最新的多波段图像,包括奥兰多团队提供的环结构模拟,可以在科学网站下载:https://arxiv.org/abs/1508.02275。
DSC0003.jpg

  SN 1987A 环的数值模拟图。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|关于我们|联系我们|版权声明|Archiver|手机版|小黑屋|外空网 ( 闽ICP备2023000211号 )

GMT+8, 2024-3-29 21:42 , Processed in 0.055616 second(s), 25 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表