银河系爆炸揭示了关于宇宙的新细节

2023-03-04 07:45:21 来源：cnBeta

一个国际研究小组利用詹姆斯-韦伯太空望远镜第一年的星际观测数据，偶然发现了一个遥远的螺旋星系中的爆炸超新星。最近的研究发表在《天体物理学杂志通讯》上，提供了对NGC 1566的新的红外测量，它是我们宇宙邻域中最明亮的星系之一，也被称为"西班牙舞者"。

该星系距离地球约4000万英里，其高度活跃的中心使其成为科学家们寻求了解星云形成和演变的热门课题。

在这种情况下，科学家们能够勘测到一颗1a型超新星--碳氧白矮星的爆炸，俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心的研究员、该研究的共同作者迈克尔-塔克说，研究人员在研究NGC 1566时仅仅是偶然发现的。

【资料图】

"白矮星爆炸对宇宙学领域很重要，因为天文学家经常用它们作为距离的指标，"塔克说。"它们还产生了宇宙中的一大块铁类元素，如铁、钴和镍。"

这项研究之所以能够进行，要归功于PHANGS-JWST调查，由于其庞大的星团测量库存，它被用来创建一个参考数据集，以便在附近的星系中进行研究。通过分析从超新星核心拍摄的图像，塔克和共同作者、领导这项研究的俄亥俄州立大学天文学研究生尼斯-梅克-陈旨在研究某些化学元素在爆炸后是如何排放到周围的宇宙中的。

例如，像氢和氦这样的轻元素是在大爆炸期间形成的，但更重的元素只能通过超新星内部发生的热核反应来产生，了解这些恒星反应如何影响铁元素在宇宙中的分布，可以使研究人员对宇宙的化学形成有更深入的了解。

当一颗超新星爆炸时，它就会膨胀，当它这样做时，我们基本上可以看到喷射物的不同层次，这使我们可以探测星云的核心。超新星由一个叫做放射性衰变的过程驱动--不稳定的原子释放能量以变得更加稳定--发射放射性高能光子，如铀238。在这个例子中，该研究特别关注同位素钴56如何衰变为铁56。

利用韦伯望远镜的近红外和中红外摄像仪器的数据来研究这些排放物的演变，研究人员发现，在初始事件发生200多天后，超新星的喷射物在红外波长下仍然可见，而这些喷射物在地面上是无法成像的。

他说："这是其中一项研究，如果我们的结果不是我们预期的那样，那将是非常令人担忧的，我们一直假设能量不会从喷出物中逃脱，但是在韦伯望远镜升空之前，这只是一个理论。"

多年来，人们不清楚当钴-56衰变为铁-56时产生的快速移动的粒子是否渗入周围的环境，或者被超新星产生的磁场所阻挡。

然而，通过对超新星喷出物的冷却特性提供新的见解，该研究证实，在大多数情况下，喷出物不会逃离爆炸的范围，这再次证实了科学家们在过去对这些复杂实体如何工作所做的许多假设。

这项研究验证了近20年的科学价值。它并没有回答每一个问题，但是它至少很好地表明我们的假设并没有出现灾难性的错误。

未来的韦伯望远镜观测将继续帮助科学家发展他们关于恒星形成和演化的理论，但是进一步获得其他类型的成像过滤器也可以帮助测试它们，创造更多的机会来了解远在我们银河系边缘以外的奇迹。

塔克说："韦伯望远镜的力量确实是无与伦比的。我们完成这种科学真的很有希望，有了韦伯望远镜，我们很有可能不仅能够对不同种类的超新星做同样的事情，而且做得更好。"

关键词： 2019未来科学大奖俄亥俄州