韦伯望远镜解开著名超新星爆炸之谜

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   该SN 1987A的图像通过将哈勃太空望远镜拍摄的照片与 JWST 的一台仪器的数据相结合而生成，JWST探测到了超新星核心中子星（蓝色）的特征光谱。
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 <p>日前，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）解开了一个历史上最著名的超新星爆炸事件之谜，终结了天文学家长达37年的探索——它探测到了超新星SN 1987A的最终归宿是一颗中子星的确凿证据。</p>
 <p>1987年2月23日，一颗超新星的爆发引起了全球关注。当时，在长达几个月的时间里，地球上的人们用肉眼就能非常清楚地看到这颗名为SN 1987A的超新星，其光亮夺目，甚至曾被误认为天空上出现了第二个太阳。这也成为20世纪最大的天体物理事件之一，因为它给天文学家带来了“近距离”观察恒星死亡过程的机会，从而彻底改变了现代天体物理学。</p>
 <p>超新星SN 1987A位于大麦哲伦星云，距离地球16万年，也就是说这颗恒星16万年前发生爆炸而死亡。16万年后，它在死亡瞬间发出的耀眼光芒到达地球。几小时内，天空中突然冒出的一颗“新”恒星发出肉眼可见的耀眼光芒。这是自1604年以来地球上观测到的距离最近、亮度最高的超新星。当时，它引发的中微子浪潮冲刷了地球，并触发了世界各地的中微子探测器。记录下这场中微子波的日本科学家小柴昌俊，因此获得2002年诺贝尔物理学奖。</p>
 <p>多年来，天文学家观察到这颗超新星的气体和尘埃环从爆炸地点向外扩展。哈勃太空望远镜和JWST接力跟踪了爆炸的演变过程。对SN 1987A的研究最终导致了许多关于恒星演化的发现，例如垂死恒星如何将在其中心形成的化学元素排入太空。</p>
 <p>尽管天文学家对SN 1987A的爆炸进行了多年研究，但仍未能探测到爆炸后留下了什么：也许会形成黑洞，更多人预测会形成中子星。因为SN 1987A早期产生的中微子波等迹象显示，它应该产生了一颗中子星。中子星的直径可能只有20公里，但密度非常大，一茶匙大小的物质就有数百万吨重。</p>
 <p>天文学家利用其他望远镜发现了一些关于这一结果的可能迹象，但都没有得出可靠结论。尽管JWST没有直接观测到这颗中子星，因为它仍然被爆炸产生的尘埃所遮挡，但探测到了电离氩和硫气体的光谱指纹，这些原子在中子星发出的炽热辐射作用下被电离。研究超新星已有数十年之久的美国加州帕萨迪纳TMT国际天文台执行主任罗伯特·柯什纳表示，这是一个非常可信的案例，“过往的探测从未如这次一般直接”。</p>
 <p>2021年底发射升空后，JWST在2022年7月的首次科学观测中，就对SN 1987A进行了长达9小时的观测，并获得了高质量观测数据。英国卡迪夫大学天体物理学家松浦美香子说，这一发现是SN 1987A中存在中子星的“迄今为止最有力的观测证据”。</p>
 <p>如今，天文学家将把注意力转移到“如何更好地了解中子星及其随时间的演变”上来。瑞典斯德哥尔摩大学天体物理学家克莱斯·弗兰森和他的同事们从JWST上获得了新的观测数据，并计划寻找更多细节，比如中子星是否被强大的磁场所包围。</p>
 <p>至于通过望远镜真正看到中子星，还要等待尘埃的进一步消散。弗兰森说：“随着超新星的膨胀，阻挡中心光线的尘埃和气体会越来越稀薄，这样我们就能更容易地看到中心区域。”</p>
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  文：张三石/编译<br>
   图：J.Larsson<br>
   编辑：许琦敏<br>
   责任编辑：任荃
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韦伯望远镜解开著名超新星爆炸之谜

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