簡介
20年前,天文學家目睹了400年來最亮的一次恆星大爆發。在1987年2月23日發現後幾個月內,力量巨大的超新星SN 1987A閃耀著釋放了100萬倍於太陽的能量。過去的20年來,NASA哈勃太空望遠鏡以及其他大型地基/空間望遠鏡對SN 1987A的觀測顯著改變了天文學家關於大質量恆星死亡的看法。天文學家將大質量恆星死亡關鍵線索的獲取歸功於哈勃銳利的眼光。
麻薩諸塞州坎布里奇哈佛—史密松天體物理中心的Robert Kirshner說:“哈勃望遠鏡拍攝的銳利圖象幫助我們提出並回答關於SN 1987A的新問題。實際上,如果沒有哈勃,我們甚至不知道去問些什麼。”
Kirshner是研究這顆毀滅之星的國際合作小組的首席研究員。研究象SN 1987A這樣的超新星的重要性在於,爆發的恆星是碳、鐵等重元素的創造者,而這些元素生成了新生恆星、星系乃至人類。舉例來說,人體血液中的鐵是產生於超新星爆發的。SN 1987A拋射出了20000倍地球質量的放射性鐵元素。破碎星核的輻射源於爆發產生的放射性鈦元素。
這顆恆星位於163000光年外的大麥哲倫雲內。實際上它的爆發時間是公元前161000年,不過光線是在1987年抵達地球的。
“哈勃的觀測幫助我們重寫恆星爆發的教科書。我們發現,實際的世界比任何人能夠想像的都要複雜有趣。神秘的3重發光氣體環系,還有20年後的今天爆發產生的強大衝擊波正在衝撞著。”
在SN 1987A之前,Kirshner解釋說,天文學家有一個“簡單的理想化超新星模型”。“我們認為,爆發是球對稱的,而且我們也沒怎么想過,恆星會在爆發之前幾千年的時間裡噴出氣體。SN 1987A中,實際的恆星殘骸是伸長的,與其說象口香糖球,不如說象豆形軟糖,而運動最快的殘片正沖入千年以前就已存在的氣體中。誰會猜到這些呢?”
1987年,當天文學家首度發現SN 1987A時,哈勃甚至還不存在。3年後,當哈勃發射升空後,天文學家當即使用該望遠鏡研究恆星爆炸。第一個高峰是在1990年,也就是望遠鏡發射的那年。之後,望遠鏡為毀滅之星拍攝的數以百計的照片。
相關
哈勃的研究揭示了該超新星的如下細節:
* 超新星周圍直徑約1光年的發光環狀結構。至少在恆星爆發前的20000年,圓環就已經存在了。源自爆發的X射線賦予了環狀結構能量,讓它照耀了20年。
* 2個發光氣體構成的外環,未在地基望遠鏡的圖象上辨認出。
* 啞鈴狀的中心結構,現在長度已擴展到1/10光年。該結構由超新星中心兩團星骸組成,以每秒約2000萬英里的速度相互分離。
* 猛衝的恆星激波由恆星爆發產生,正沖入、加熱並照亮了已毀的恆星周圍窄環的內區。
哈勃繼續監視著穿過環區的殘存激波。燈光表演使發光的圓環看起來象一條珍珠項鍊。天文學家認為,在幾年內,整個環狀結構還會是明亮的。預計發光的環狀結構會亮到足以照亮恆星的周圍,這樣天文學家就可以了解恆星在爆發前物質拋射的更多情況。
天文學家在分析來自NASA斯必澤太空望遠鏡的圖象,以圖理解爆發恆星周圍以及激波附近的塵埃的命運。Kirshner說:“將來,當激波穿出內環並撞擊照亮外環時,我們會了解到更多東西。它會給我們提供該恆星過去至少20000沒的線索。不過很多東西仍舊是謎。我們仍不知道恆星在爆發前的演化,或是3個環是如何形成的。我們還認為,這顆恆星可能屬於一個雙星系統。”天文學家還在尋找激波過後留下黑洞或中子星的證據。大質量恆星的熾烈死亡通常會產生這樣活躍的天體。大多數天文學家認為,中子星在20年前已形成。Kirshner說,該天體可能是被塵埃遮蔽,或是形成了黑洞。
他計畫使用寬視場行星照相機3(該儀器計畫在即將到來的哈勃維修任務中安裝)尋找恆星的殘骸。科學家將使用計畫在此次維修中安裝的另一台儀器——宇宙起源攝譜儀來分析超新星的化學組分和速度。預計2013年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以觀測到比天文學家如今所見強10倍的環狀結構紅外輻射。環內的殘片將再次增亮,而天文學家又有機會去研究爆發恆星的內部了。
哈勃太空望遠鏡是NASA與歐洲空間局(ESA)之間的國際合作項目。巴爾的摩的空間望遠鏡科學研究所主持哈勃的科研運作。該機構由華盛頓的大學天文學聯合會為NASA運轉。