恒星演化过程 人类观测到超新星爆炸后的演变过程

伤我心太深

　　三十年前，天文学家在大麦哲伦星系中发现了一颗恒星发生了惊天大爆炸。这是人类400多年以来观测到的最明亮的超新星爆发之一。这颗距离地球约168000光年的超新星所爆发出的闪光于1987年2月23日到达地球，使其成了1987年被观测到的第一颗超新星，因此被命名为SN 1987A。

　　SN 1987A爆发出了惊人的能量，超强的闪光持续了数个月，直到5月份到达峰值，随后才慢慢黯淡下去。这颗超新星神奇的三环结构尤其让人着迷。科学家认为，可能是恒星死前抛射出的球状气团在磁场压力的作用下变成环形，而这个气体环在恒星南北两极的引力作用下剥落成三个环。



　　SN 1987A神奇的三环结构

　　由于SN 1987A位于银河系的卫星星系大麦哲伦星系中，是数百年来人类观测到的最近的超新星爆发。因此，这为天文学家研究恒星死亡的过程提供了绝佳的机会。三十年来，天文学家利用了大量先进的设备对其进行了观测，取得了不少成果。


　　根据观测数据建立的SN 1987A光环的三维模型


　　随着天文探测技术的不断进步，天文学家通过结合哈勃太空望远镜、钱德拉X射线天文台和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列的观测数据得以对SN 1987A进行深入的研究。


　　三台设备共同观测的SN 1987A


　　这三台先进的天文设备的最新观测数据表明，SN 1987A的演化已经通过了一个新的节点——恒星爆炸产生的冲击波已经完全越过了致密的气体环。这个过渡过程中展现的细节将有助于天文学家进一步理解恒星的宿命。

　　以下是哈勃太空望远镜、钱德拉X射线天文台和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列对SN 1987A一些突出的研究成果。

　　哈勃太空望远镜

　　哈勃的观测揭露了SN 1987A的气体环正在可见光波段爆发出闪光，形成一道直径约一光年的惊人光环，好比宇宙中的一串超级珍珠项链。实际上，这个气体环至少在恒星爆炸的20000年前就已经存在了，直到爆炸产生的能量才将其点亮。



　　哈勃二十几年来观测到的SN 1987A地变化

　　另外，从哈勃的图像中还可以发现位于气体环中央的结构现已发展到大约半光年的尺寸，并分化成以每小时2000万英里的超高速度相互分离的两部分。

　　钱德拉X射线天文台

　　钱德拉在1999年到2013年的观测数据显示SN 1987A的气体环在X射线波段一直都在逐渐变亮。这是因为超新星爆发产生的冲击波正在不断越过并加热气体环，从而产生X射线。
　　然而，在过去几年里，这个气体环在X射线波段的亮度不再增加了。从2013年2月到2015年9月对钱德拉的数据的最后一次分析，气体环的放射出的X射线值基本维持一个常数，部分区域甚至开始出现衰减。这意味着SN 1987A最初爆发产生的冲击波已经越过了气体环。

　　阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列

　　2012年初，天文学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列对SN 1987A进行了观测，以研究这片超新星遗迹锻造出新的星尘的机制。这些星尘很大一部分会被抛射到星际空间，最终可能成为未来形成的恒星和行星的原料。
　　最后，值得一提的是，这颗恒星爆炸后留下了一颗致密的天体——中子或黑洞。只不过暂时还没有天文设备找到确切的证据。