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看:这是恒星爆炸的遗迹!注意圆环的中心,那里有恒星的残骸

这是詹姆斯韦伯望远镜于2023年8月31日公布的一张图片,这是恒星发生爆炸后所留的遗迹,也就是我们所说的超新星遗迹,这个超新星被称为SN1987A,它发生于1987年,是人类第一次利用现代科技观测到的一颗超新星爆发

大麦哲伦星系的闪光

银河系的附近有两个较小的星系--大小麦哲伦星系,它们距离我们很近,时常被称为银河系的卫星系。

大小麦哲伦星系

大麦哲伦星系距离我们大约16万光年,而小麦哲伦距离我们约20万光年,这两个小星系在南半球很容易观测到,即使在不借助望远镜的情况下。

所以容易观测,它们也就成了南半球天文学家们眼中的宠儿。

那么在1987年2月24日的凌晨,加拿大的天文学家伊恩*谢尔顿同往常一样,观测着大麦哲伦星系,大约凌晨2点40分的时候,他注意到,大麦哲伦星系出现一道明亮的星光,因为观测大麦哲伦星系已经很长时间,所以他确信,这道星光之前从未有过,或者之前很微弱。

爆发前后对比

这道星光位于狼蛛星云的附近。

狼蛛星云和SN 1987A的位置

狼蛛星云是大麦哲伦星系中很有名的一处星云,这处星云盛产大质量的恒星,比如目前我们人类发现质量最大的恒星--R136a1就是在这处星云中,它大约是太阳质量的200倍,2022年8月天文学家拍到了这颗恒星的照片,让这片星云再次成为焦点。

狼蛛星云中的R136星团

R136a1

那么谢尔顿看到的星光便是在这样的星云附近出现。

忽然出现的星光让天文学家很敏感,因为这样的景象很可能暗示着恒星的爆发。

所以谢尔顿很兴奋,他将这个消息告诉了其他的天文学家以来确认它是不是超新星。

随着消息的传开,天文学家发现,其实早在谢尔顿观测的3小时之前,中微子探测器便已有所反应。

爆发的中微子

时间来到三小时之前,位于美国和日本的中微子探测器探测到中微子的袭击。

中微子是一种中性粒子,它的质量很小,小到一度让科学家以为它没有静止质量,这样小的静止质量表明它的速度可以无限接近光速、中微子与其它粒子的相互作用也很弱,所以它可以轻易的穿过物体而不被发觉,那么这些特性让它有了一个别样的称号---幽灵粒子。

也正是这样幽灵般的特性,在1987年,它比超新爆发的光早到达了约3个小时。

但这并不是说它的速度超过了光速,而是它比光更早的逃离了恒星。

恒星在发生超新爆发之前是一个膨胀的恒星,它会被它之前抛射的气体物质包围,比如参宿四。

参宿四是一颗即将发生超新星爆发的恒星,观测显示,它现在已经膨胀到不是球形,2019年的时候,它就曾发生物质抛射使其亮度下降。

参宿四

所以这些气体物质的存在,在超新星爆发时会不断的将光散射,从而把光的传播延迟。

而中微子幽灵般的特性则不会受这些物质的阻碍,以让它在爆炸发生的那么一瞬就逃离了出来。这样,它就比光早到了一些。

中微子的探测器一般是位于地底深处,因为这样可以屏蔽来自其它粒子的干扰,探测器会盛满大量的纯水,当中微子射入这里时会有一定的机率发生相互作用,形成切伦科夫辐射。

切伦科夫辐射最典型的例子就是核反应堆中蓝色的光,探测器可以探测到这种辐射,从而确定中微子的来源及方向。

核电站的切伦科夫辐射

那么在1987年2月23日,在超新星爆发的光还没到达地球之前,地球上两个中微子探测器,在13秒的时间内探测到约19个中微子相互作用事件,约三小时后,光到达地球被谢尔顿看到。

爆发后的变化

爆发发生四天后,天文学家确定这是一颗编号为SK-69-202的恒星发生了爆发,它是一颗蓝超巨星,质量约太阳的20倍,之前它的视星等为12星等,肉眼不可见,爆发之后它的视星等达到了2.8等,这个亮度肉眼已完全可以看到。

爆发后产生的光回波

在爆发发生几个月后,逐渐出现光环,这是爆发产生的能量波让周围的气体电离而发的光。

光环随着时间的推移出现犹如珍珠般的光点,很奇特。

出现珍珠般的光点

在光环的内部,我们可以看到雾状的物质,这个就是恒星爆发产生的碎片,也就是恒星的残骸,它正在不断的扩大,随后会与光环相撞。

哈勃的拍摄显示,中心残骸在迅速扩大

残骸中会遗留爆发形成的中子星,不过目前天文学家还没有观测到这颗中子星,韦伯的拍摄也没有显示出中子星的身影,因为这时气体物质还很稠密。

或许几年后随着气体物质的扩散它就可能显露出来。

韦伯拍摄中心特写

在光环的外围还有两个交叉的环。

哈勃拍摄

它们形成的机制目前还不明确,但它们的3维视图或许是下面这个样子,像沙漏。

视角的问题让我们看到了交叉的图像。

SN1987 A是天文史上一次重要的发现,从恒星、到超新星爆发、再到超新星遗迹,每一步的演化天文学家都可详细的观测,这为研究超新星爆发提供了绝佳的机会。

好了,这个就是有关SN1987A的介绍,那本期视频就到这里了。

我是腾宝,一个热爱天文的科普创作者,还希望大家多多关注与支持。

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