过去420年来最亮的超新星在詹姆斯·韦伯望远镜的最新图像中曝光
2023-09-07 12:39

过去420年来最亮的超新星在詹姆斯·韦伯望远镜的最新图像中曝光

36年前爆炸的一颗恒星的残骸落在了詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的注视下——这个天文台的近红外相机(NIRCam)以前所未有的分辨率捕捉到了膨胀的恒星碎片,揭示了这个迅速发展的超新星遗迹的全新细节。

这是自1604年开普勒超新星点亮银河系以来观测到的距离最近的超新星,这颗恒星爆炸于1987年首次被发现,并被恰当地称为超新星1987A。

它位于大麦哲伦星云中,距离地球约16.8万光年,代表了一颗名为sanduleak69 202的蓝色超巨星的毁灭。在爆炸之前,人们认为这颗恒星的质量大约是太阳的20倍。

事实上,这颗超新星是如此明亮,以至于在南半球都可以用肉眼看到——从那以后,天文学家一直在追踪它不断膨胀的残骸。现在,在英国卡迪夫大学的Mikako Matsuura领导的一项研究中,JWST已经对超新星的遗迹产生了影响,从而产生了这张死亡恒星后果的壮观图像。

Matsuura的项目使用JWST来测量膨胀的超新星冲击波与周围物质的相互作用。当像蓝超巨星这样的大质量恒星接近生命的尽头时,它们会变得不稳定,并开始释放出大量的物质。哈勃太空望远镜此前曾观测到超新星1987A不断膨胀的冲击波,最初以每秒约7000公里(每秒4350英里)的速度传播,赶上并与这颗注定要灭亡的恒星在成为超新星之前大约2万年喷出的星周碎片环相撞。当波与这个环碰撞时,它的速度减慢到每秒2300公里(每秒1430英里)。

这个环内的团块逐渐变亮,看起来像一串珍珠。另外两个环,看起来与主环在不同的平面上,更薄,更暗,更神秘;天文学家推测,这些光环可能是超新星爆发前发出的恒星风与恒星先前喷射出的物质相互作用的地方。

或者,它们可能被一颗看不见的中子星的喷流照亮,专家认为这颗中子星一定是在超新星爆炸的同时形成的。JWST已经揭示了这方面的新细节,表明冲击波已经扩展到主环之外,并重新加速到每秒3600公里(每秒2236英里),同时产生新的热点,随着时间的推移,这些热点可能会变得和以前发现的一样明亮。

更多的漫射辐射也以一般辉光的形式出现,因为超新星的爆炸波激发了爆炸地点周围的气体。此外,JWST发现了一些新的东西:在主环内,气体和尘埃形成了一个钥匙孔形状的喷射云,有两个令人费解的弧形,或称新月形。研究小组认为,这些特征可能代表了超新星喷发出的外层气体——我们从一个角度看到了这一点。

JWST将继续监测不断膨胀的超新星遗迹的演变,以及寻找爆炸中心的中子星,这是迄今为止尚未发现的。

然而,美国宇航局的钱德拉和努斯塔x射线天文台探测到的x射线辐射,以及阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测显示,中子星可能隐藏在残骸中心的一团尘埃中,这是中子星存在的间接证据。

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