天文学家首次揭示超新星神秘形状的面纱

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研究人员收集了一些关于超新星爆发阶段的一些令人震惊的发现，并将其发表在期刊《科学进展》上。科学家们长期以来一直在努力理解这一爆发阶段，但进展不大。然而，一组研究人员分析了2024年4月10日由小行星地球撞击最后警报系统（ATLAS）记录的星爆所产生的初光。在26小时内，团队安排智利的非常大望远镜（VLT）对准这一初始阶段。通过VLT，他们得以观察到这一初始阶段，并绘制出其确切形状。

超新星揭示

研究人员根据《现场科学》的消息，将ATLAS探测到的超新星爆炸标记为SN 2024ggi。这次爆炸发生在距离地球2200万光年的NGC 3621星系，位于水蛇座。爆炸的星体质量是太阳的12到15倍重。研究人员及时将VLT对准爆炸，记录下现象在最初时刻的形状。如果他们晚了一天，就无法捕捉到这个形状。研究人员通过VLT数据得出结论，在最初的时刻，超新星的形状几乎是完美的球形。

橄榄状超新星

进一步的调查显示，VLT在超新星爆炸刚穿透恒星表面时捕捉到了这一瞬间，具体内容见科学日报。在这个阶段，恒星中心的所有物质加速向外爆发，穿透表面，超新星似乎呈现出橄榄状的形态。这是首次在如此早期阶段绘制超新星的形状。研究人员追踪这个阶段已经很久，因为对它的理解可以解答一些关于大质量恒星如何以超新星结束生命的基本问题。来自北京清华大学的助理教授、研究主要作者杨毅请求查看SN 2024ggi。幸运的是，爆炸与地球的距离足够近，可以对其进行详细分析。

德国欧洲南方天文台（ESO）天文学家迪特里希·巴德（Dietrich Baade）及该研究的共同作者分享道，研究的重点是恒星的几何结构和爆炸过程，因为这是理解恒星演化及触发超新星形成的关键。这些发现至关重要，因为没有人弄清楚质量是太阳八倍的恒星是如何爆炸的。因此，SN 2024ggi 是一个理想的研究对象，因为它是一颗红色超巨星，体积是太阳的500倍。

调查结果的见解

研究人员推测，恒星在其生命周期内之所以能保持球形，是因为有两种力量作用于物质。引力将物质向内拉，而核聚变产生的压力则将物质向外推。这种平衡会持续，直到恒星的燃料耗尽。就在这一瞬间，核心崩溃，周围的层开始向内坠落。这一切导致了冲击波向外传播，最终造成了恒星的撕裂。当冲击波到达表面并释放出大量能量时，爆炸或超新星就变得可见了。为了阐明爆炸的形状，研究人员在爆炸与周围物质相互作用之前的短暂时间窗口内，使用了“光谱偏振测量”。德克萨斯农工大学的合著者和教授王立凡表示：“光谱偏振测量提供了关于爆炸几何形状的信息，而其他观察方式无法提供这些信息，因为角度尺度太小。”

从远处看，爆炸看起来像一个单一的光点。研究人员解码了这个光点的偏振信号，以弄清楚爆炸的形状。VLT的FORS2仪器是南半球唯一能进行这种测量的设备。结果显示，第一波物质呈现出橄榄的形状。随着爆炸增强并与周围物质相互作用，爆炸变得更扁平；不过，轴对称性依然保持。考虑到爆炸表现出的明显轴对称性和其作用的巨大规模，可能有一个共同的物理机制在如此大质量恒星的爆炸背后。