这是一颗比太阳大约500倍的红色超巨星的死亡画面,距离地球约2200万光年,位于长蛇座的旋涡星系NGC 3621。
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这是艺术家描绘的对称超新星爆发及其周围星周物质的想象图。
以往很难观测到这一关键时刻,因为超新星爆发通常发生得极为突然,大多数望远镜无法及时对准。而此次的超新星2024ggi爆发于2024年4月10日,被天文学家在爆发后一天内成功锁定。
发现者是来自清华大学的研究团队。研究员杨毅与来自中国、欧洲、中东和美国的合作团队在ATLAS系统(小行星撞击地球最后警报系统)发现这颗超新星26小时后,便申请并启用了位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)进行观测。
欧洲南方天文台的研究员迪特里希·巴德表示,VLT的首轮数据恰好捕捉到爆炸物质穿透恒星表面的阶段,恒星及其爆炸的几何形状在几个小时内被同时记录下来。
这颗红超巨星的质量是太阳的12到15倍。当地核聚变反应停止后,核心因重力坍缩形成中子星,外层物质随之塌陷,再猛烈反弹,造成爆炸。由于红超巨星体积巨大,半径约2.5亿公里,相当于太阳的500倍,冲击波从核心传到表面大约需要一天时间。
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超新星 SN 2024ggi,已圈出,位于 NGC 3621 中。
杨毅的团队成功观测到了冲击波抵达恒星表面的那一刻。对科学家而言,这是了解恒星自我爆炸机制的关键窗口。虽然超新星在望远镜中只是一个光点,但其光的偏振可揭示爆炸的形状。
研究团队使用VLT的FORS2光谱仪,通过光谱偏振测量技术获取了相关数据。这种方法能在无法分辨图像细节时,通过光的偏振方向推断爆炸几何结构。
测量结果显示,爆发体形状略扁,类似橄榄或葡萄。更重要的是,它的爆炸呈现出惊人的对称性,即使与恒星周围的物质环相互作用后,传播仍然保持对称。
研究表明,大质量恒星爆炸的主要物理机制具有明显的轴对称性。这一发现帮助天文学家排除部分早期模型,并支持冲击波驱动机制的理论。
此前部分模型认为,冲击波在传播过程中会吸收中微子以获得能量,从而引发爆炸,但这种机制应产生高度不对称的结构。此次观测显示,并非中微子,而是磁场可能在后期导致轻微的不对称性。
SN 2024ggi的研究结果已于11月12日发表在《科学进展》杂志上,相关数据和图像现已在欧洲南方天文台网站公开。
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