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SN 1987A

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SN 1987ASN 1987A
20年前,天文学家目睹了400年来最亮的一次恒星大爆发。在1987年2月23日发现后几个月内,力量巨大的超新星SN 1987A闪耀着释放了100万倍于太阳的能量。

    过去的20年来,NASA哈勃太空望远镜以及其他大型地基/空间望远镜对SN 1987A的观测显著改变了天文学家关于大质量恒星死亡的看法。天文学家将大质量恒星死亡关键线索的获取归功于哈勃锐利的眼光。

    马萨诸塞州坎布里奇哈佛—史密松天体物理中心的Robert Kirshner说:“哈勃望远镜拍摄的锐利图象帮助我们提出并回答关于SN 1987A的新问题。实际上,如果没有哈勃,我们甚至不知道去问些什么。”

    Kirshner是研究这颗毁灭之星的国际合作小组的首席研究员。研究象SN 1987A这样的超新星的重要性在于,爆发的恒星是等重元素的创造者,而这些元素生成了新生恒星、星系乃至人类。举例来说,人体血液中的铁是产生于超新星爆发的。SN 1987A抛射出了20000倍地球质量的放射性铁元素。破碎星核的辐射源于爆发产生的放射性钛元素。

    这颗恒星位于163000光年外的大麦哲伦云内。实际上它的爆发时间是公元前161000年,不过光线是在1987年抵达地球的。

    “哈勃的观测帮助我们重写恒星爆发的教科书。我们发现,实际的世界比任何人能够想象的都要复杂有趣。神秘的3重发光气体环系,还有20年后的今天爆发产生的强大冲击波正在冲撞着。”

    在SN 1987A之前,Kirshner解释说,天文学家有一个“简单的理想化超新星模型”。“我们认为,爆发是球对称的,而且我们也没怎么想过,恒星会在爆发之前几千年的时间里喷出气体。SN 1987A中,实际的恒星残骸是伸长的,与其说象口香糖球,不如说象豆形软糖,而运动最快的残片正冲入千年以前就已存在的气体中。谁会猜到这些呢?”

    1987年,当天文学家首度发现SN 1987A时,哈勃甚至还不存在。3年后,当哈勃发射升空后,天文学家当即使用该望远镜研究恒星爆炸。第一个高峰是在1990年,也就是望远镜发射的那年。之后,望远镜为毁灭之星拍摄的数以百计的照片。

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哈勃的研究揭示了该超新星的如下细节:

* 超新星周围直径约1光年的发光环状结构。至少在恒星爆发前的20000年,圆环就已经存在了。源自爆发的X射线赋予了环状结构能量,让它照耀了20年。
* 2个发光气体构成的外环,未在地基望远镜的图象上辨认出。
* 哑铃状的中心结构,现在长度已扩展到1/10光年。该结构由超新星中心两团星骸组成,以每秒约2000万英里的速度相互分离。
* 猛冲的恒星激波由恒星爆发产生,正冲入、加热并照亮了已毁的恒星周围窄环的内区。
哈勃继续监视着穿过环区的残存激波。灯光表演使发光的圆环看起来象一条珍珠项链。天文学家认为,在几年内,整个环状结构还会是明亮的。预计发光的环状结构会亮到足以照亮恒星的周围,这样天文学家就可以了解恒星在爆发前物质抛射的更多情况。

    天文学家在分析来自NASA斯必泽太空望远镜的图象,以图理解爆发恒星周围以及激波附近的尘埃的命运。Kirshner说:“将来,当激波穿出内环并撞击照亮外环时,我们会了解到更多东西。它会给我们提供该恒星过去至少20000没的线索。不过很多东西仍旧是谜。我们仍不知道恒星在爆发前的演化,或是3个环是如何形成的。我们还认为,这颗恒星可能属于一个双星系统。”天文学家还在寻找激波过后留下黑洞中子星的证据。大质量恒星的炽烈死亡通常会产生这样活跃的天体。大多数天文学家认为,中子星在20年前已形成。Kirshner说,该天体可能是被尘埃遮蔽,或是形成了黑洞。

    他计划使用宽视场行星照相机3(该仪器计划在即将到来的哈勃维修任务中安装)寻找恒星的残骸。科学家将使用计划在此次维修中安装的另一台仪器——宇宙起源摄谱仪来分析超新星的化学组分和速度。预计2013年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜可以观测到比天文学家如今所见强10倍的环状结构红外辐射。环内的残片将再次增亮,而天文学家又有机会去研究爆发恒星的内部了。

    哈勃太空望远镜是NASA与欧洲空间局(ESA)之间的国际合作项目。巴尔的摩的空间望远镜科学研究所主持哈勃的科研运作。该机构由华盛顿的大学天文学联合会为NASA运转。

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