一群國際天文學家發(fā)現(xiàn)了一顆超新星，它提供了一種前所未有的觀測劇烈恒星爆炸最初時刻的方法。

夏威夷大學領(lǐng)導(dǎo)團隊的天文研究所(IfA)本Shappee和卡內(nèi)基天文臺的湯姆Holoien發(fā)現(xiàn)了一個神秘簽名光爆炸的第一個小時，他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學》上。這類超新星被稱為“Ia型”，是我們理解宇宙的基礎(chǔ)，它們的核熔爐對于產(chǎn)生我們周圍的許多元素至關(guān)重要，它們被用來測量宇宙之間的距離。盡管它們很重要，但引發(fā)Ia型超新星爆炸的真正機制幾十年來一直難以捉摸，這就是為什么在行動中抓住他們是至關(guān)重要。

博科園-科學科普：長期以來天文學家一直試圖在爆炸的最初時刻獲得詳細的數(shù)據(jù)，希望弄清這些現(xiàn)象是如何觸發(fā)的。今年2月他們首次成功地發(fā)現(xiàn)了一顆Ia型超新星asasn -18bt(也稱為SN 2018oh)。asasn -18bt是由總部位于俄亥俄州立大學(Ohio State University)的國際望遠鏡網(wǎng)絡(luò)——超新星全天空自動觀測(ASAS-SN)發(fā)現(xiàn)，該網(wǎng)絡(luò)定期掃描天空，尋找超新星和其他爆炸事件。美國國家航空航天局的開普勒太空望遠鏡同時能夠獲得關(guān)于這一事件的補充數(shù)據(jù)。開普勒望遠鏡的主要任務(wù)是探測太陽系外行星，因此它對光線的微小變化極其敏感，因此能夠獲得有關(guān)爆炸成因特別詳細的信息。

左上角面板顯示的彩色合成圖像星系中超新星發(fā)生，HaleakalāPan-STARRS1望遠鏡所拍攝。上面中間的面板是來自ASAS-SN調(diào)查的同一星系的“參考”圖像，沒有超新星發(fā)射，右上角的面板顯示了來自NASA開普勒太空望遠鏡的類似圖像。底部中間和右邊的面板是對應(yīng)的ASAS-SN和開普勒圖像與超新星。左下角的面板是兩個ASAS-SN圖像之間的差異，只顯示來自超新星的光。圖片：Ben Shappee/ASASSN/NASA

這一發(fā)現(xiàn)和早期論文的第一作者謝佩(Shappee)說：ASASSN-18bt是開普勒望遠鏡觀測到的距離最近、最亮的超新星，因此它為檢驗超新星形成的主要理論提供了絕佳的機會。開普勒的光線曲線是驚人的，我們可以在爆炸發(fā)生幾個小時后對其進行探測。除了ASAS-SN的發(fā)現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)前數(shù)據(jù)，兩個IfA天空調(diào)查也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。全景巡天望遠鏡和快速反應(yīng)系統(tǒng)(Pan-STARRS)以及小行星地球碰撞最后預(yù)警系統(tǒng)(ATLAS)的預(yù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幫助提供了有關(guān)這顆正在變亮的超新星顏色的關(guān)鍵信息。Pan-STARRS甚至在爆炸后的第一天就發(fā)現(xiàn)了ASASSN-18bt。

結(jié)合來自ASAS-SN、開普勒、Pan-STARRS、ATLAS和來自世界各地的望遠鏡的數(shù)據(jù)，天文學家們意識到asass -18bt在最初幾天看起來很不尋常。多倫多大學(University of Toronto)助理教授、探索論文的第三作者瑪麗亞表示：但對于這個事件，可以清楚地看到一些不尋常和令人興奮的事情發(fā)生在早期——一些意想不到的額外排放。Ia型超新星被認為起源于一顆白矮星的熱核爆炸——一顆類太陽恒星在耗盡核燃料后所留下的死核。為了引發(fā)爆炸，必須從伴星向白矮星中加入物質(zhì)，但伴星的性質(zhì)以及燃料是如何轉(zhuǎn)移的，長期以來一直存在爭議。一種可能性是超新星早期看到的這些額外的光可能來自爆炸的白矮星與伴星碰撞。

盡管這是最初的假設(shè)，但通過與理論模型的詳細比較以及通過凱克望遠鏡的后續(xù)觀測，可以證明這些額外的光有著不同的、無法解釋的起源。雖然ASASSN-18bt早期亮度的急劇增加可能表明爆炸與另一顆恒星相撞，但這些數(shù)據(jù)并不完全符合預(yù)測結(jié)果，其他可能性，如爆炸恒星中放射性同位素的不尋常分布，也可以解釋我們所看到的現(xiàn)象。天文學研究所研究生、凱克論文的第一作者邁克爾·塔克(Michael Tucker)說：事實上最近的Keck觀測尋找的是外層，這些外層可能是由于超新星爆炸而從附近的恒星中剝離出來的。如果捐贈的恒星在那里，我們就會看到它，但我們什么也沒看到？

這支持了最近訪問奧爾胡斯大學(Aarhus University)的天文學家馬克西米利安?斯特里金格(Maximilian Stritzinger)提出的一個假設(shè)，即Ia型超新星可能有兩種截然不同的種群——一種顯示出早期發(fā)射，另一種則沒有——不需要附近的恒星。Shappee說：我們發(fā)現(xiàn)超新星爆炸比我們以前認為的要復(fù)雜得多，這是樂趣的一半。多虧了ASAS-SN、ATLAS、Pan-STARRS等調(diào)查，我們現(xiàn)在每天晚上都在監(jiān)視天空，所以天文學家們會發(fā)現(xiàn)更多新的超新星，并在爆炸的瞬間捕捉到它們。隨著更多的此類事件被發(fā)現(xiàn)和研究，它們將致力于解開這些恒星爆炸如何起源的長期謎題。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《天體物理學》

研究/來自：夏威夷大學馬諾阿分校

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