十年来最接近的超新星揭示爆炸恒星如何演化

2023年5月21日，在超新星2023ixf的光到达地球四天后，风车星系，或称梅西耶101。

鸣谢:uux.cn/史蒂文·贝拉维亚据加州大学伯克利分校（罗伯特·桑德斯）：亚历克斯·菲利彭科是那种会带着望远镜去派对的人。

一如既往，在今年5月18日的一场晚会上，他用星团和彩色星系的图像——包括引人注目的螺旋风车星系——让主人惊叹不已，并拍下了每一张望远镜照片。

直到第二天下午晚些时候，他才得知在风车星系刚刚发现了一颗明亮的超新星。

你瞧，他也在前一天晚上11点捕捉到了它——在5月19日日本业余天文学家板垣幸一发现爆炸前11个半小时。

几个小时后，加州大学伯克利分校的天文学教授菲利彭科、研究生谢尔盖·瓦西里耶夫和博士后杨熠在汉密尔顿山的加州大学利克天文台推出了他们计划的观测结果，以专注于这颗爆炸的恒星，这颗恒星被命名为SN 2023ixf。

他们和其他数百名天文学家渴望观察自2014年以来距离地球仅2100万光年的最近的超新星。

这些观测是有史以来对超新星偏振光的最早测量，更清楚地显示了恒星爆炸的演变形状。

来自遥远光源 如超新星的光的偏振提供了关于发光物体几何形状的最佳信息，即使对于无法空间分辨的事件也是如此。

一些恒星在爆炸前会经历波动——间歇性的行为会温和地喷射出一些物质——因此当超新星爆炸时，冲击波或紫外线辐射会导致物质发光，Fipppenko说。

光谱偏振测定法最酷的一点是，我们得到了星周物质形状和范围的一些指示。

光谱偏振数据讲述了一个故事，与当前关于一颗比我们的太阳大10至20倍的红色超巨星最后几年的场景一致:爆炸的能量照亮了恒星在过去几年中释放的气体云；然后喷出物穿过这种气体，最初垂直于星周物质的主体；最后，喷出物吞没了周围的气体，演变成快速膨胀但对称的碎片云。

爆炸是一种II型超新星，由一颗大质量恒星的铁芯坍塌产生，可能留下了一颗致密的中子星或黑洞。

这种超新星被用作可校准的蜡烛来测量到遥远星系的距离和绘制宇宙地图。

由加州大学伯克利分校天文学副教授Ryan Chornock领导的另一组天文学家使用Lick天文台的同一台望远镜收集了光谱数据。

研究生Wynn Jacobson-Galán和Raffaella Margutti教授分析了这些数据，以重建这颗恒星爆炸前和爆炸后的历史，并发现了它在坍缩和爆炸前三到六年释放气体的证据。

爆炸前释放或喷出的气体量可能占其总质量的5%，足以形成一团致密的物质云，超新星爆发物必须穿过这些物质云。

雅各布森-加兰说:我认为这颗超新星将使我们许多人更加详细地思考整个红巨星群体的微妙之处，这些红巨星在爆炸前失去了大量物质，并挑战我们关于质量损失的假设。

这是一个完美的实验室，可以更详细地了解这些爆炸的几何形状和质量损失的几何形状，这是我们已经感到无知的东西。

Vasylyev说，对II型超新星如何演变的进一步了解有助于改进它们在膨胀的宇宙中作为距离测量的用途。

描述这些观察的两篇论文已经被《天体物理学杂志快报》接受发表。

Margutti和Chornock是这两篇论文的合著者，这两篇论文目前可在arXiv预印本服务器上获得。

迄今为止研究最多的超新星之一在超新星的光到达地球后的三个多月里，大约有36篇关于它的论文被提交或发表，随着来自爆炸的光继续到达和各种望远镜的观察结果被分析，更多的论文将会出现。

在II型超新星的世界里，从硬X射线到软X射线到紫外线，基本上每个波长都被探测到是非常罕见的。

到光学，近红外，无线电，毫米。

所以这真是一个难得的机会，伯克利物理学和天文学教授Margutti说。

这些文件是一个故事的开始，第一章。

现在我们正在书写那颗星星的故事的其他篇章。

这里的大问题是，我们想把一颗恒星的生存方式和死亡方式联系起来，Chornock说。

鉴于这一事件的接近性，它将允许我们挑战我们在研究大多数其他超新星时必须做出的简化假设。

我们有如此丰富的细节，我们必须找出如何将它们结合起来，以了解这个特定的物体，然后这将为我们了解更广阔的宇宙提供信息。

位于圣何塞附近的汉密尔顿山顶上的利克天文台的望远镜对于天文学家们收集这颗超新星的完整图像至关重要。

Shane 120英寸望远镜上的Kast光谱仪能够从普通光谱仪快速切换到光谱偏振仪，这使得Vasylyev和Fipppenko能够获得光谱及其偏振的测量结果。

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