極亮超新星的終極解密:能量來於何處

  極亮超新星(super-luminous supernova)是近年來發現的新型爆發現象,比一般超新星亮十到百倍,由英國貝爾法斯特女王大學領導的跨國合作團隊,認為極亮超新星的能量來源,極可能是磁星(magnetar),一種擁有強烈磁場且1秒內旋轉數百次的快速自轉中子星(neutron star)。

  該團隊10月17日在國際知名期刊上,發表了這份重要研究。

  超新星(supernova)是巨質量恆星演化到末期時的劇烈爆炸現象,經由爆發將產生的重元素拋入星際空間中,這些元素豐富了宇宙的化學組成,更組成了你我,或許這就是我們這麼熱切地尋找這些珍貴爆發的契機。

極亮超新星

  當然,還有一個更重要的原因,就是它們很明亮,比太陽亮數十億倍,因此很多業餘天文學家用小型望遠鏡即可投入尋找超新星的行列,他們監測很多鄰近星系,將新取得的影像與舊的影像對減,並通報給國際天文聯合會(IAU)可能的超新星候選者。

  近幾年來,全世界大型的巡天計畫如火如荼地展開對全天空的監測,其中,座落於夏威夷Haleakala山,擁有全世界最大的數位相機的泛星(Pan-STARRS)計畫,其單幅曝光影像的範圍相當於35倍滿月的面積,對尋找超新星有驚人的貢獻,平均每年可以發現超過百顆超新星。

  泛星計畫屏除了傳統超新星巡天的選擇效應,並非針對單一的高表面亮度或漩渦星系逐一搜尋,而是進行無偏差的全天監測,因此發現了這種全新類型的極亮超新星,其偏好在矮星系(dwarf galaxy)環境中產生,也是傳統巡天策略下,不易偵測的部分。

  一些理論物理學家認為,這類超新星的爆發來自於宇宙中質量最大的恆星,演化到生命終點時,產生類似原子彈的爆炸,這個原子彈有如3000萬倍的地球大小或100倍太陽質量,將整個恆星炸得粉身碎骨,也就是所謂的不穩定對超新星(pair-instability supernova)。

 

罕見超新星爆發可能出產銀河系最年輕黑洞

  貝爾法斯特女王大學(Queen’s University Belfast)帶領的國際合作團隊,利用泛星計畫望遠鏡與其他世界各地的大型天文台,追蹤觀察兩顆極亮超新星的光度變化情況,取得超過年的完整觀測資料。然而,根據收集到的寶貴資料,並不支持上述超巨質量恆星的假設,研究團隊提出快速自轉的磁星模型,更能解釋極亮超新星現象。

  該論文第一作者Matt Nicholl解釋,「我們知道當巨質量恆星演化到生命末期時,它的外層劇烈拋出成為超新星,而中間核心則塌縮成中子星。中子星是一種質量相當於太陽,但體積卻僅有數十公里的高密度天體。

  我們認為,在一些條件下,有些中子星擁有非常強烈的磁場,並且自轉非常快速,1秒鐘可旋轉300次。當其自轉減速時,將轉動的能量經由磁場轉移給超新星,造成其比一般超新星明亮。此理論模型吻合我們所觀測到的資料。」

  其指導教授、團隊主持人Stephen Smartt教授補充表示,「極亮超新星真是很特殊的超新星!正因它們如此明亮,我們可以利用它們來當作照亮遙遠宇宙的火炬。

 

G299.2-2.9:一個中年的超新星殘骸

  光以等速在空間中旅行,也就是說當我們看得越遠,就是看到越久遠的過去。藉由瞭解這些炫目的爆發過程,我們可以探查宇宙剛誕生不久後的樣貌。

  我們的目標是在早期宇宙尋找這類超新星,偵測第一代恆星的形成,並瞭解它們如何產生宇宙中第一代的化學元素。」




發表評論

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen:

圖片 表情