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超新星爆炸後為何消失得無影無蹤
周道其
2004年拍攝的sn 1987a超新星
1987年,天文學家在名為大麥哲倫雲矮星係附近發現編號為sn 1987a超新星爆炸,在其爆炸之後沒有留下任何痕跡。
sn 1987a是一顆在最近300年裏記錄到的最接近我們的超新星,雖然爆炸波照亮它附近的氣體和塵埃團,但超新星爆炸後幾乎沒有留下任何痕跡,即使藉助於“哈勃”太空望遠鏡也沒有發現黑洞或超密實中子星,按現代理論在超新星爆炸後應該形成黑洞或中子星。
天文學家內維埃夫•格雷弗斯博士認為,超新星爆炸後會形成中子星,但是為什麽我們不能發現它?中子星在這樣的距離上應該能發現,它會發射無綫電波,而黑洞會吸收物質,在吸收時物質會被加熱從而發出輻射光。
或許中子星存在,但輻射太微弱,要發現它很難。研究中排除了在sn 1987a超新星附近存在脈衝星(旋轉的中子星,能輻射強烈射電脈衝流)的可能性,也許是來不及形成,因為在理論上需要100至10萬年時間。
最後天文學家用來發現超新星爆炸普通痕跡的唯一方法是尋找物質嚮黑洞或中子星移動證據,但是利用“哈勃”太空望遠鏡進行的一係列觀察一直沒有得到結果。
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1987年,天文學家在名為大麥哲倫雲矮星係附近發現編號為SN 1987A超新星爆炸,在其爆炸之後沒有留下任何痕跡。觀測到最早期超新星爆炸宇宙大爆炸後30億年
SN 1987A是一顆在最近300年裏記錄到的最接近人類的超新星,雖然爆炸波照亮它附近的氣體和塵埃團,但超新星爆炸後幾乎沒有留下任何痕跡,即使藉助於“哈勃”太空望遠鏡也沒有發現黑洞或超密實中子星,按現代理論在超新星爆炸後應該形成黑洞或中子星。
天文學家內維埃夫•格雷弗斯博士認為,超新星爆炸後會形成中子星,中子星在這樣的距離上應該能發現,它會發射無綫電波,而黑洞會吸收物質,在吸收時物質會被加熱從而發出輻射光。或許中子星存在,但輻射太微弱,要發現它很難。研究中排除了在SN 1987A超新星附近存在脈衝星(旋轉的中子星,能輻射強烈射電脈衝流)的可能性,也許是來不及形成,因為在理論上需要100至10萬年時間。
最後天文學家用來發現超新星爆炸普通痕跡的唯一方法是尋找物質嚮黑洞或中子星移動證據,但是利用“哈勃”太空望遠鏡進行的一係列觀察一直沒有得到結果。最古老的超新星爆炸 |
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天文學家發現迄今最早、最遙遠的超新星爆炸,它出現於宇宙大爆炸之後僅30億年的時期。他們所采用的方法能夠發現數萬顆遠古超新星,跟蹤宇宙如何在進化歷程中播種重元素物質。
由於光以有限速度進行傳播,許多距離地球遙遠的超新星爆炸通常在之後纔發現。這顆最古老的超新星爆炸發生於107億年前,比之前發現紀錄的最早超新星還要早15億年。該超新星爆炸屬於“II類型”,它是一種質量是太陽50-100倍的恆星,當核燃料完全消耗不再支持其重量時發生了爆炸。
大麥哲倫星雲內發現兩個超新星爆炸遺跡這種超新星歸類為II類型超新星,是由於它在最後爆炸前噴射出大量的氣體,這些氣體加速了它的死亡進程,導致其爆炸之後仍長期釋放出光亮。II類型超新星釋放的光綫可持續多年,而普通的超新星僅在短短幾周時間內可見。
這一超新星是由美國加利福尼亞州立大學傑夫-庫剋(Jeff Cooke)帶領的研究小組進行的,他們是通過加拿大、法國和夏威夷聯合遺産測量望遠鏡拍攝到這些遠古超新星,他們進行的研究項目是基於這個位於夏威夷3.6米直徑望遠鏡對4個太空區域進行為期5年的太空觀測。
研究小組經過多個夜晚的觀測發現了早期宇宙更微妙的變化,然後他們對比多年搜尋星係的圖像資料,發現這顆超新星逐漸發亮。庫剋帶領研究小組僅第5次太空勘測就發現了最早期的超新星爆炸,預測還有更多的遠古超新星爆炸將發現。通過這項研究,最早期超新星爆炸將揭示宇宙如何播種重元素,科學家僅發現宇宙大爆炸時所形成的一些輕元素,比如:氫、氦和鋰,其他的元素都熔入到恆星和超新星的核元素之中。
由於超新星的光譜分析可揭示爆炸恆星的化學成份,通過觀測多個超新星爆炸將使天文學家能夠跟蹤宇宙進化歷史的化學成份。未來的研究將揭示早期宇宙更多的超新星爆炸,其中包括夏威夷8.2米直徑昴星望遠鏡的攝像儀和將於2013年發射的美國宇航局6.5米直徑詹姆斯-韋伯太空望遠鏡。
庫剋告訴《新科學家雜志》說:“使用這種方法,我們將能夠看到更遙遠的超新星爆炸,甚至包括真實觀測到至今仍‘存在’的宇宙首個恆星。”
2009年初,天文學家觀測到宇宙中最早期恆星釋放的光綫,這是宇宙大爆炸後6.5億年前釋放出的伽馬射綫暴。像這樣的射綫暴被認為是由於超大質量恆星死亡時噴射高速物質流所形成的. |
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位於智利的雙子南座望遠鏡上的多天體光譜儀近日捕捉到了大麥哲倫星雲的DEM L316號地區兩個超新星爆發遺留下的氣泡狀星雲。從觀測照片上看,兩團氣泡狀星雲似乎將要漂浮並穿過大麥哲倫星雲。這些星雲雖然看起來幾乎就像是一個天體,但是他們卻是由不同類型的超新星爆炸所形成的兩種截然不同的氣體與塵埃復合物。科學家們認為,這一發現將有助於進一步發現和研究超新星爆炸的殘留物。
大麥哲倫星雲是銀河係的近鄰之一,位於劍魚座方向,大約距離銀河係16萬光年。DEM L316號地區則位於大麥哲倫星雲之中,其內部有兩團泡沫狀的天體。這種泡沫狀天體延伸的距離大約有140光年。直到上世紀70年代,DEM L316號地區纔被首次公認為是超新星爆炸殘留物。許多人認為,DEM L316號地區可能是數萬年前大麥哲倫星雲中數顆超新星爆炸所形成的産物。 |
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