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六分仪座,大质量超新星(转)  

2013-02-07 03:35:53|  分类: 天文学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                    标志着一颗大质量恒星的死亡

121亿光年以前,这个超新星发生爆炸。

  图片来源:Nature Press (2012)

  本报讯(记者唐凤)天文学家能够回到更早之前,追寻宇宙早期发生的故事。前不久,一个研究小组发现了一颗最远——也是最古老——的超新星,这意味着天文学家们有希望很快目睹到宇宙形成时期,首批恒星发生爆炸的壮观景象。这些星体锻造了最初的重元素,而这些元素帮助创造了更小的、更长寿的恒星,例如太阳。

  实际上,早期的恒星与现在的恒星看上去并不相同。宇宙大爆炸只产生了三种轻元素——氢、氦和少量的锂,但是今天,气体云也包含碳和氧等重元素。这些元素辐射出足够的能量最终冷却云层。当云层冷却后,它们断裂成更小的小块。

  但是,在宇宙早期,这些碎片并不容易形成,因为无碳和无氧气体云形成的恒星一直保持着温热。正是由于这种温热,需要更大的引力压倒更高的气压,因此云破碎时产生的是大质量的恒星。

  《科学》杂志在线报道称,澳大利亚斯文本科技大学天文学家Jeff Cooke及其同事们正通过检查位于夏威夷莫纳克亚山顶的加拿大—法国—夏威夷望远镜收集到的影像,寻找更遥远、更古老的超新星。

  通过识别微弱的光斑,天文学家从2006年拍摄的六分仪座的一个星系图片上发现了一个离地球非常遥远的超新星。

  为了确定它有多远,Cooke研究小组利用Keck I望远镜观测了这个星系的光谱, “非常令人兴奋。”Cooke说,“从读出的光谱数据上,我们能够看出其中星体的发射谱线,之后我们进行了快速粗略的红移计算,估计出了它的距离。”

 红移可以衡量超新星的距离。当宇宙发生膨胀时,从遥远星系到达地球的光波会被延展,从而改变这个星系的光谱线。这个星系离地球越远、光膨胀的空间越大,它的红移就越大。

  在线发表于《自然》杂志的研究报告称,新发现的超新星的红移为3.90,这意味着它距离地球121亿光年。这比之前的最远距离纪录保持者多了10亿光年。

  此外,这个超新星并不“正常”。实际上,它标志着一颗比太阳大100倍的恒星的死亡。在短暂的一生中,这颗大恒星承受着发出如此多的光所产生的巨大的质量。不幸的是,高能伽马射线提供了许多向外的压力,当两束伽马射线交会时,它们将能量转移入一对微粒中:一个电子和一个正子。

  而“电子偶的产生”抢夺了伽马射线压力提供给这颗恒星的支持。这样一来,Cooke表示:“恒星自己崩溃了,就像一个巨型热核炸弹,发射出令人难以置信的亮光。”

  一般而言,白矮星爆炸时,一个不稳定对超新星发射出差不多是最亮的正常超新星10倍的光。但是,不稳定对超新星极为罕见,之前天文学家只发现了一个好的“候选者”。

  美国哈佛—史密森天体物理研究中心天文学家Abraham Loeb称,这个遥远的不稳定对超新星的发现是一个突破。“这首次证明了宇宙早期发生了类似的事件,将来我们还可能发现更多。”他说。

  来自美国得克萨斯大学的Volker Bromm也认为:“这是一个非常非常有希望的信号,告诉我们在未来几年里能够期待什么。”

  现在,Cooke研究小组还在检测另外一个距离地球104亿光年的不稳定对超新星。但是,天文学家称,到目前为止这两个超新星都不是来自于原始气体形成的恒星,因此它们两个也不能代表大爆炸之后形成的第一代恒星。不过相关发现也证明了,与现在相比,不稳定对超新星在数十亿光年以前更加普遍。

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