天文學家首次捕捉到超新星爆發(fā)初期影像，其橄欖狀殘骸形態(tài)出人意料。

天文學家首次成功拍攝到一顆大質(zhì)量恒星瀕死階段的圖像。

2024年4月超新星SN 2024ggi被首次探測后僅26小時，歐洲南方天文臺（ESO）立即將位于智利的甚大望遠鏡（VLT）對準這一天文奇觀。超新星是恒星的爆發(fā)性死亡，而ESO的甚大望遠鏡成功記錄了這場爆發(fā)最初期的狀態(tài) —— 恰逢沖擊波沖破恒星表面的瞬間。這一成就首次揭示了超新星在短暫初期階段的形態(tài)特征。

對研究者而言，這無疑是重大利好消息。"超新星爆發(fā)的幾何形態(tài)為恒星演化及其背后物理過程提供了根本信息，"今日發(fā)表于《科學進展》期刊的論文合著者、清華大學天文學家楊毅在ESO聲明中解釋道，"這些宇宙煙火的成因由此可窺見一斑。"

爆炸謎題

盡管超新星已是宇宙標志性現(xiàn)象，但關于質(zhì)量超太陽八倍以上的大質(zhì)量恒星如何演化為超新星，學界仍存爭議。當大質(zhì)量恒星燃料耗盡，其核心會發(fā)生坍縮，外圍物質(zhì)層向內(nèi)墜落，繼而形成反彈激波向外擴散 —— 當這股激波沖破恒星表面時，會釋放巨大能量，此時超新星變得明亮可觀測。

論文中寫道："大質(zhì)量恒星的死亡由內(nèi)陷物質(zhì)引發(fā)的反彈激波觸發(fā)。這種激波如何產(chǎn)生并在恒星內(nèi)傳播，是困擾學界數(shù)十年的未解之謎。"按天文尺度衡量，位于NGC 3621星系、距離地球2200萬光年的超新星SN 2024ggi可謂近在咫尺。爆發(fā)前它是一顆紅超巨星，質(zhì)量是太陽的12-15倍，半徑達太陽500倍。

研究團隊通過光譜偏振測量技術，首次捕捉到爆發(fā)物質(zhì)與周邊環(huán)境相互作用前的短暫"突破期"形態(tài)。合著者、德州農(nóng)工大學天文學家王利夫指出："該技術能提供其他觀測手段無法獲取的爆發(fā)幾何結(jié)構(gòu)信息。"

若您想象的是絢麗爆炸的精細圖像，實際情況并非如此（題圖僅為根據(jù)新數(shù)據(jù)繪制的概念圖）。超新星在觀測中雖呈單一點狀，但研究人員通過分析光線偏振特性重建了其幾何結(jié)構(gòu)。簡而言之，偏振作為光粒子的物理特性，在某些條件下可反推發(fā)光恒星或超新星的形狀。

橄欖形結(jié)構(gòu)

團隊發(fā)現(xiàn)初始爆發(fā)呈橄欖狀，當物質(zhì)向外擴張撞擊恒星周邊介質(zhì)時，形態(tài)雖趨于扁平但仍保持相同對稱軸。"這些發(fā)現(xiàn)表明，存在某種驅(qū)動多數(shù)大質(zhì)量恒星爆發(fā)的共通物理機制，"楊毅表示，"該機制呈現(xiàn)出明確的軸對稱特性，且在大尺度上持續(xù)作用。"

基于此次觀測，天文學家現(xiàn)已能排除部分現(xiàn)有超新星模型，并優(yōu)化其他模型，從而更精準地揭示這些宇宙級爆炸的本質(zhì)規(guī)律。

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