超新星SN1987a：新时代的曙光
三十年前，天文学家目睹了400多年来最明亮的一起恒星爆炸事件。自1987年2月23日这颗巨型“超新星1987A”（简称：SN1987A）被发现以来几个月里，它持续释放了一亿颗太阳的能量。自SN1987A第一次被观测到以来，天文学家就不断被其爆发出的炫耀光芒所惊叹。SN1987a位于大麦哲伦星云（Large Magellanic Cloud）附近，是数百年来人类观测到的距离最近的超新星爆炸，也是迄今为止天文学家研究恒星死亡之前、之时以及之后阶段的最好机会。
http://static.video.qq.com/TPout.swf?vid=k0511atkd23&auto=1&abc.swf
这段视频以一次大麦哲伦星云和小麦哲伦星云的夜间观测开始，它们是银河系的伴星系。然后，镜头拉近到大麦哲伦星云内的一片恒星诞生区，被一片红色星云所包围的奇怪形状就是SN1987A在1987年2月爆发后留下的遗迹。SN1987A曾经所处的位置如今被一个环状物质所包围，并由爆炸所发出的能量所照亮。同时还能看到的是两个微弱的光外环。爆炸前所有的三个环都是恒星活动最后几天所遗留下来的化石遗迹。
Credits: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
为了纪念SN1987A发现30周年，全新的照片、延时摄影、一段由意大利国立天体物理研究所（INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo）牵头制作的基于数据的动画，以及一个3D模型得到了发表 。通过结合NASA的哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）、钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）和阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，简称ALMA)等的数据，天文学家以及大众可以前所未有地探索SN 1987A）。
这张哈勃太空望远镜拍摄的图片显示了SN1987A位于银河系的邻居星系——大麦哲伦星云中。
Credits: NASA, ESA, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and M. Mutchler and R. Avila (STScI)
哈勃望远镜记录了围绕着超新星1987A的环状物正在发光。
http://static.video.qq.com/TPout.swf?vid=d05112fwc1b&auto=1&abc.swf
哈勃太空望远镜镜头下的这段延时摄影揭示了爆炸后的超新星1987A周围的环状物质所发生的剧烈变化。这些拍摄于1994到2016的图片，（展示了超新星爆炸的冲击波撞入气体环所产生的影响。当气体环受到冲击波的冲击时开始发亮，这个气体环的直径约为一光年。
Credits: NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
自1990年以来，哈勃望远镜不断重复地观察SN1987A，并累积了数以百计的图像。钱德拉X射线天文台也于1999年部署后不久就开始观察SN1987A。由66台天线阵列组成的阿塔卡马大型毫米波阵列，自建成以来一直收集着SN1987A的高分辨率毫米和亚毫米数据。
这张使用计算机模拟数据制成的科学可视化图片向我们展示了超新星1987A，即我们今天所看到的发光环。
Credits: NASA, ESA, and F. Summers and G. Bacon (STScI); Simulation Credit: S. Orlando (INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo)
这些由NASA的哈勃望远镜于1994到2016拍摄到的图片，记录了一颗爆炸后的恒星周围的气体环正在变亮。
Credits: NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
来自麻省剑桥市哈佛-史密森天体物理研究中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)，以及加州帕罗奥图戈登和贝蒂摩尔基金会（Gordon and Betty Moore Foundation）的(Robert Kirshner)称，“持续30年对SN 1987A的观测具有重要意义，因为它提供了恒星进化最后阶段的重要信息。”
来自这些强大的望远镜的最新的数据表明，SN1987A已度过了一个重要时期。
当来自恒星的快速逃逸气流或风与恒星在早期红巨星阶段所产生的较慢的风相撞时，超新星冲击波正在超越由超新星生命晚期所产生的密集气体环。目前人们对气体环以外是什么知之甚少，而且这还取决于当恒星还是红巨星时的进化细节。
来自美国宾夕法尼亚州立大学，同时也是SN1987A最新的钱德拉研究引领者的(Kari Frank)说：“这一变化的详细过程将有助于让天文学家更好地理解这颗恒星的一生及死亡过程。”
像SN 1987A这样的超新星可以搅动周围的气体并激发新恒星和行星的诞生，（这些恒星和行星形成的气体将富含所有已知生命所必须的基本元素，如碳、氮、氧和铁）。它们形成于超新星的爆炸前和爆炸阶段, 并在超新星爆炸后，通过当超新星遗迹的膨胀，逐渐分散在主星系内。对SN1987的继续研究将对这一分散过程的早期阶段提供独特的见解。
有关望远镜研究的一些重点包括：
哈勃望远镜的研究表明，超新星周围的致密气体环正在发光，其直径约为1光年。气体环至少早于恒星爆炸前2万年就已经存在，一束由超新星爆炸释放的紫外线激发气体环中的气体，使其持续发光几十年。
目前，哈勃太空望远镜拍摄到的图像显示气体环内部中心结构直径已增大至0.5光年。最引人注目的是超新星遗迹中心的两个残骸团正以2000万英里（3218.7万公里）的速度彼此远离。
从1999年到2013年，钱德拉望远镜观测的数据表明，释放X射线的膨胀气体环正在逐渐变亮。来自最初爆炸的冲击波加热了超新星周围的气体环，产生了X射线辐射。
在过去的几年里，气体环在X射线中已经停止变亮。根据2013年2月到钱德拉望远镜2015年9月最后一次观察的结果来分析，低能X射线总量保持不变。此外，气体环的左下角已经开始变得稀薄。这些变化证明了爆炸的冲击波已经超越了气体环，并进入一个密度较小的气体区域。这代表了SN1987A时代的终结。
从2012年开始，天文学家们用ALMA观察超新星的发光遗迹，研究遗迹是如何从前身星创造出的新元素中创造出大量的新尘埃，这种尘埃的一部分将进入星际空间，并可能成为另一个星系中形成未来恒星和行星的基石。
这些观察结果还表明，早期宇宙中的尘埃可能是由类似的超新星爆炸造成的。
天文学家结合了来自三个不同天文台的观测结果，生成了超新星1987A爆炸后的遗迹的丰富多彩、多波长的复杂图像。
Credits: NASA, ESA, and A. Angelich (NRAO/AUI/NSF); Hubble credit: NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation) Chandra credit: NASA/CXC/Penn State/K. Frank et al.; ALMA credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) and R. Indebetouw (NRAO/AUI/NSF)
天文学家们还在寻找爆炸留下的黑洞或中子星的证据。他们在超新星爆发之观察到一瞬间的中微子，这一观测结果使天文学家相信，恒星中心的崩塌一定会形成一个高密度物质，中子星或黑洞，但目前为止没有一架望远镜能找到证据。
这些最新的视觉效果图来自于各种资源的组合，包括，
Salvatore Orlando和本文中其他协作者的模拟图：https://arxiv.org/abs/1508.02275
由Frank et al.主导的钱德拉研究可以在线查询：
http://lanl.arxiv.org/abs/1608.02160
ALMA关于SN1987A的最新研究可见：
https://arxiv.org/abs/1312.4086
钱德拉计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心（Marshall Space Flight Center）管理，为NASA的华盛顿科学任务总局（Science Mission Directorate）提供研究。由马萨诸塞州剑桥的史密森天体物理观测台控制钱德拉望远镜的科学研究和飞行运行。
网络转载
页:
[1]