刷新纪录：韦布空间望远镜捕获130亿年前超新星光芒

IT之家 12 月 10 日消息，詹姆斯・韦布空间望远镜（JWST）成功捕捉到迄今所见最古老超新星的光芒，这颗超新星爆发于 130 亿年前，即宇宙大爆炸后仅 7.3 亿年。

此次超新星爆发伴随一次强烈的伽马射线暴（GRB），标志着一颗大质量恒星的毁灭，并可能同时诞生了一个恒星级黑洞。

荷兰拉德堡德大学及英国华威大学的安德鲁・莱文（Andrew Levan）在一份声明中表示：“在过去 50 年中，人类仅探测到寥寥数次发生在宇宙最初十亿年内的伽马射线暴。这一事件极为罕见，也令人异常兴奋。”

据IT之家了解，故事始于 3 月 14 日，当时由中法合作研制的 SVOM（天基多波段空间变源监视器）卫星在深空中探测到一次伽马射线爆发。90 分钟后，美国国家航空航天局（NASA）的尼尔・格尔斯・斯威夫特天文台（Neil Gehrels Swift Observatory）在同一位置探测到 X 射线信号，从而帮助天文学家精确定位了此次被命名为 GRB 250314A 的伽马射线暴在天空中的坐标。

斯威夫特望远镜探测约 11 小时后，位于加那利群岛拉帕尔马岛上的北欧光学望远镜（口径 2.6 米）捕捉到该伽马暴余辉的微弱光芒，这是垂死恒星喷射出的物质猛烈撞击周围星际气体所产生的辐射。又过了 4 小时，位于智利的甚大望远镜（VLT）进一步确认该余辉的红移值高达 7.3，这意味着我们所观测到的是发生在 130 亿年前的宇宙早期事件。

然而，宇宙空间的膨胀导致光谱红移的同时，也造成了一种时间延缓的错觉：通常超新星会在几天至几周内达到亮度峰值，但就这次遥远的恒星爆炸而言，由于其光线穿越浩瀚时空才抵达地球，从我们的视角看，其峰值亮度延迟了三个半月才出现。

基于这一认知，莱文带领团队申请并获得了詹姆斯・韦布空间望远镜的“主任机动观测时间”（Director's Discretionary Time）。7 月 1 日，韦布望远镜利用其近红外相机（NIRCam）成功探测到与该伽马暴相伴的超新星光。

“只有韦布望远镜能够直接证明这些光确实来自一颗坍缩的大质量恒星所引发的超新星，”莱文表示，“这项观测还表明，我们能够利用韦布望远镜在宇宙年龄仅为当前 5% 的时期，探测到单颗恒星。”

韦布望远镜甚至成功探测到了这颗超新星所在的宿主星系。尽管该星系在图像中仅模糊地覆盖了几个像素，天文学家仍能从中推断出超新星所处的星系环境特征。

“韦布的观测显示，这个遥远星系与同一时期存在的其他星系非常相似，”法国巴黎-萨克雷大学 CEA 实验室、莱文团队成员埃梅里克・勒弗洛什（Emeric Le Floc’h）表示。

此外，该超新星的光谱与现代超新星爆发极为相似，且其前身恒星的质量也与当今典型的大质量恒星相当。不过，考虑到它爆发于重元素丰度远低于今日的宇宙早期，深入分析后很可能揭示出细微差异。要提取这些细节，还需更多光谱数据。

无论如何，这颗超新星已创下纪录，它是人类迄今观测到的最遥远超新星，也是宇宙最初十亿年内仅有的几次被探测到伽马暴（此前未观测到其超新星爆发）的事件之一。此前最古老的超新星记录同样由韦布望远镜保持，其爆发时间约为大爆炸后 18 亿年。毫无疑问，此次红移值达 7.3 的新发现已大幅刷新了这一纪录。

相关研究成果已于 12 月发表于《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）期刊。