科学家首次捕捉到超新星冲击波穿透恒星的瞬间

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。

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。

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。