以全新的视角观察令人惊叹的超新星 1987A

一颗爆炸的蓝色超巨星的残骸距离地球约 168,000 光年。
Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) captured this detailed image of SN 1987A (Supernova 1987A). At the center, material ejected from the supernova forms a keyhole shape.
韦伯望远镜的 NIRCam(近红外相机)捕捉到了 SN 1987A(超新星 1987A)的这张详细图像。在中心,超新星喷射出的物质形成了一个钥匙孔形状。科学:NASA、ESA、CSA、Mikako Matsuura(卡迪夫大学)、Richard Arendt(NASA-GSFC、UMBC)、Claes Fransson(斯德哥尔摩大学)、Josefin Larsson(KTH)。图像处理:Alyssa Pagan(STScI)

詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 拍摄了一些“里根政府时期”爆发恒星的新图像。这架太空望远镜的 NIRCam(近红外相机)帮助捕捉了 2022 年 9 月拍摄的、一颗名为超新星 1987A (SN 1987A) 的著名超新星图像。这些令人惊叹的新图像于 8 月 31 日正式公布。

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超新星 1987A 距离地球约 168,000 光年,位于大麦哲伦星系——银河系的一个卫星矮星系。这颗超新星是一颗名为Sanduleak–69 202 的蓝色超巨星的残骸。据信,在 1987 年 2 月探测到爆炸之前,它的质量约为太阳的 20 倍。自 1604 年开普勒超新星照亮银河系以来,它也是距离最近的观测到的超新星。近 40 年来,超新星 1987A 一直是伽马射线到无线电波等各种波长观测的目标。

最新的图像显示了一个类似于钥匙孔的内部喷射物中心结构。致密的尘埃和气体聚集在被超新星爆炸喷射出的中心区域。据NASA 称,这些尘埃如此致密,以至于即使是韦伯望远镜能探测到的近红外光也无法穿透,从而形成了钥匙孔中那个黑暗的“孔”。

内层钥匙孔周围是一个明亮的赤道环,它围绕着超新星的“腰部”形成一个带状,连接着两个微弱的、沙漏状的外层环臂。赤道环是由超新星爆炸前数万年喷射出的物质形成的。环中明亮的亮点是在超新星的冲击波击中它时出现的,现在存在于环的外部,周围环绕着弥散的辐射。这些是超新星冲击波击中更外部物质的地方。

Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) captured this detailed image of SN 1987A (Supernova 1987A), which has been annotated to highlight key structures. At the center, material ejected from the supernova forms a keyhole shape. Just to its left and right are faint crescents newly discovered by Webb. Beyond them an equatorial ring, formed from material ejected tens of thousands of years before the supernova explosion, contains bright hot spots. Exterior to that is diffuse emission and two faint outer rings. In this image blue represents light at 1.5 microns (F150W), cyan 1.64 and 2.0 microns (F164N, F200W), yellow 3.23 microns (F323N), orange 4.05 microns (F405N), and red 4.44 microns (F444W). CREDITS: Science–NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Cardiff University), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Stockholm University), Josefin Larsson (KTH). Image ProcessinG–Alyssa Pagan (STScI).
韦伯望远镜的 NIRCam(近红外相机)捕捉到了 SN 1987A(超新星 1987A)的这张详细图像,图像已进行了注释以突出关键结构。在中心,超新星喷射出的物质形成了一个钥匙孔形状。在其左侧和右侧是韦伯望远镜新发现的微弱新月形结构。在它们之外是赤道环,由超新星爆炸前数万年喷射出的物质形成,其中包含明亮的亮点。在它之外是弥散的辐射和两个微弱的外层环。在此图像中,蓝色代表 1.5 微米(F150W)的光,青色代表 1.64 和 2.0 微米(F164N、F200W)的光,黄色代表 3.23 微米(F323N)的光,橙色代表 4.05 微米(F405N)的光,红色代表 4.44 微米(F444W)的光。致谢:科学——NASA、ESA、CSA、Mikako Matsuura(卡迪夫大学)、Richard Arendt(NASA-GSFC、UMBC)、Claes Fransson(斯德哥尔摩大学)、Josefin Larsson(KTH)。图像处理——Alyssa Pagan(STScI)。

哈勃望远镜、斯皮策望远镜和钱德拉 X 射线天文台也观测了超新星 1987A,但 JWST 的灵敏度和空间分辨率能力展示了这颗超新星遗迹的一个新特征——小的新月形结构。这些新月形结构被认为是超新星爆炸喷射出的气体外层的一部分。它们非常明亮,这可能表明一种称为边缘增亮的光学现象。这是因为能够以三维方式观察膨胀的物质。“观察角度使其看起来比实际存在的更多物质,”NASA 在一份新闻稿中写道

在 JWST 之前,已退役的斯皮策望远镜在其 16 年的整个生命周期中一直在红外波段观测这颗超新星,为天文学家提供了关于超新星 1987A 发射如何随时间演变的关键数据。然而,斯皮策望远镜无法像 JWST 那样以同等的清晰度和细节观测这颗超新星


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这颗超新星周围仍然存在一些谜团,特别是关于超新星爆炸后本应形成的中子星的一些未解问题。X 射线发射形式存在一些间接证据,已由 NASA 的钱德拉和 NuSTAR X 射线天文台探测到。此外,阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列的一些观测表明,这颗中子星可能隐藏在遗迹核心的一个尘埃团中。

JWST 将继续随着时间的推移观测这颗超新星,使用NIRSpec(近红外光谱仪)和 MIRI(中红外仪器),使天文学家能够随着时间的推移捕捉到新的、高保真的红外数据。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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