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北大学者发现最强超新星爆发 光度比太阳强5700亿倍(1)

2016-01-15 08:42:51  财新网    参与评论()人

北大学者东苏勃发现史上最强超新星爆发

从超新星宿主星系中一颗距离ASASSN-15lh约1万光年的行星上观看ASASSN-15lh爆发是的情景的示意图。图片制作人:马劲(北京天文馆)

北大东苏勃带领一支国际团队发现史上最强的超新星爆发,其强度是普通超新星的200倍,但其爆发机制和能量来源仍是一个谜

【财新网】(记者 孔令钰)超新星是恒星生命终点的剧烈爆发现象。2015年夏天,一颗有史以来爆发强度最大的超新星闯入人类视野,名为ASASSN-15lh。它距离地球38亿光年,最高光度比太阳强5700亿倍——如果这个数据不能让人感到震撼,那么想想银河系,这个亮度相当于整个银河系千亿颗恒星总光度的20倍。

这颗“史上最亮超新星”由北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员东苏勃最早发现、国际科学家共同协作研究。2016年1月15日出版的《科学》杂志刊登了这一研究,东苏勃是论文第一作者。

“ASASSN-15lh是一个新的宇宙之谜,”1月14日,正在智利做观测工作的东苏勃在电子邮件中告诉财新记者,“它爆发能量如此强大,以至于以往所有的理论都很难解释其爆发机制和能量来源。它的发现拓宽了我们对恒星爆炸可能性的认知范围和想象空间。”

一种说法认为,人类观测史上最早的超新星爆发是在公元185年,《后汉书》中记载:“十月癸亥,一客星出于南门,其大如斗笠,鲜艳缤纷,后渐衰萎,于次年六月没。”这是讲当时人们看到一颗极亮的新星,颜色鲜艳,在天空中闪烁了8个月才消失。

这颗爆发于汉代的超新星后来被天文学家称为SN185,划归为Ia型。自那以后,人类记录了上万颗超新星爆发,其中最常见的类别就是Ia型。然而,ASASSN-15lh的爆发强度超过了Ia型超新星约200倍。是前任最强超新星的两倍以上。

ASASSN-15lh是在2015年6月14日由两架14厘米口径的望远镜发现的。这两架望远镜位于智利安第斯山脉托洛洛山顶,属于“全天自动超新星搜索项目(All-SkyAutomatedSurveyforSupernovae,简称ASAS-SN)”的一部分,该项目的小望远镜阵持续不断地对整个夜空拍照,旨在搜寻突然变亮的、主要包括超新星的“暂现天体”。

在ASASSN-15h发现当天,东苏勃与同事将有关讯息立刻向全球公开。世界上诸多大型望远镜和美国NASA的“雨燕”太空望远镜随即开始后续观测。

一周后,6月21日,东苏勃在美国卡内基天文台的合作者利用位于智利的2.5米杜邦望远镜拍摄到了ASASSN-15lh的第一条谱线。然而,ASASSN-15lh的谱线远异于ASAS-SN已发现的200多颗超新星,这令ASAS-SN团队的天文学家们起初非常困惑。

在与同事讨论后,东苏勃突然意识到ASASSN-15lh可能属于极亮型超新星。根据他的推测,若ASASSN-15lh距离我们38亿光年远,那么它最突出的谱线特征与2010年发现的一颗极亮超新星的光谱极为匹配。

如果这个推断是正确的,就应该可以在特定波长上看到超新星光线穿过宿主星系中气体产生的吸收谱线。而预期中的特征吸收谱线波长较短,需要利用覆盖足够蓝端光谱的仪器才能观测到。

接下来的几天,东苏勃和同事们联系到了三架可拍摄蓝端光谱的望远镜,可惜数次观测都由于天气原因和仪器故障功亏一篑。十天之后,2015年7月1日北京时间凌晨2点,10米口径的“南非巨型望远镜”(SALT)成功拍摄到了所需光谱,东苏勃的推断得到证实。

“当看到南非望远镜拍摄的光谱,并意识到我们发现了史上最强的超新星爆发,我兴奋得彻夜难眠。”他说。

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