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巴人论评:科学家发现的最亮超新星ASASSN-15lh可能是球状星系间的碰撞


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站  2016-01-18

巴人论评 :科学家发现的最亮超新星ASASSN-15lh可能是高密度球状星系之间的碰撞

  我们通过对许多超新星的表现的分析,越来越认可超新星也是一种宇宙碰撞,而不是恒星的自我毁亡。

  那么,有人要问了,这是什么性质的宇宙碰撞呢?事实上,我们已经观测到许多星系之间的碰撞,但是,我们对恒星之间的碰撞、恒星和流浪矮恒星的碰撞、矮恒星和死亡恒星的碰撞、矮星系和恒星的碰撞、矮星系和矮星系的碰撞、乃至球状星系和矮星系的碰撞、球状星云和球状星云的碰撞等等都没有明确观测到。这样的碰撞有没有呢?当然是有的,只是我们研究得太少了。我们认为超新星就是属于这样一类的宇宙碰撞,是非含有大量等离子体云雾的近似恒星类实体或恒星集合实体(矮星系、球状星系等)的宇宙星体之间的碰撞。

  在宇宙中两球状星体的碰撞几率非常小,所以我们很难寻觅,当然他们之间的碰撞也非常具有自身特点。因为球状星系缺少等离子体云雾,所以碰撞后发光强度无疑非常高。高密度球状星系中的恒星间距很小,这更容易实现多个恒星相互集中猛烈碰撞。同时,恒星之间参差碰撞后,溅射物又会相互碰撞,它们的反应就非常剧烈,短时间内就会向外辐射大量的能量和射线。

  通过分析光谱,研究人员还发现ASASSN-15lh的爆炸特性属于极为罕见的贫氢高光度超新星类别 。这一点非常重要。这说明它极其符合许多球状星系中恒星的特点。其次,“ASASSN—15lh达到的最高亮度相当于5700亿个太阳,是整个银河系千亿颗恒星总亮度的20倍左右”,这说明它是数量众多恒星碰撞才可能达到的结果。再者,ASASSN—15lh的宿主星系比银河系还要亮数倍,这说明这颗星在距我们38亿光年的位置上,是一颗高密度恒星聚集发光且星系很少有等离子体云雾吸收光线的环境。我们看矮星系中的超新星非常明亮也是恒星相互发生碰撞这个道理。

  此外,两个一大一小的高密度球状星系碰撞,自然是大型球状星系包容小星球状星系,宿主星系的轮廓在碰撞后不会被破坏,但肯定会改变一些恒星的运动轨迹和速度,甚至可能连续若干年后流浪恒星还可能碰撞宿主球状星系中的恒星,又出现“超新星”事件。

  我们知道,碰撞之后,“烟雾”散尽,原来的猛烈爆发就会逐渐归于平静,表现为超新星的冷却状态,即不再持续猛烈地向宇宙辐射能量和高能粒子。这些过程也非常符合碰撞的特点。不过,在ASASSN-15lh的烟雾散尽后,我们应该看得见那个巨大球状星系的摸样基本存在。只是在原来的球状星系中创生了一些个巨大的亮眼,也许正是这个亮眼发射的光线,使我们看那个巨型球状星系的轮廓更清楚一些了。

  我们研究发现,超新星是恒星一类星体碰撞的证据,不仅仅是我们能观察到遥远处的“超新星”集中强喷的高能量,而且在距离我们近处的星空中也存在这样的实例,而且有明显的特征形态,只是我们们没有将之归纳为超新星序列。它们才是我们最能了解到的“超新星”产生的真实状态。好比,遥远处观测到的烛光是一个光点,但邻近处却能观察到烛燃烧时的火焰形态。就我个人的观点而言,可能已经找到恒星爆发和两恒星相撞后各自不同的表现特征,并将会在以后的文章中进一步阐述。

  本着抛砖引玉,在这里我们可以先解释一下我所认为的“恒星爆发和两恒星相撞后各自不同的表现特征”。研究天文学的都知道,“海山二”位于南天星座船底座中,距离地球约7,500光年,光度是太阳的500万倍,但确实是一颗“超新星”。它的核心是由两大爆发云雾构成的,这就是两个恒星碰撞的形态。假如是一颗恒星爆发,就会从内部分裂开,它的形状就是散射开的。可能会让您有些吃惊,我细致研究发现,天文学家们感到困惑的距离我们大约3800光年的“蝴蝶星云”,也是两大恒星相撞后表现出的形态。也就是说,“蝴蝶星云”是一颗典型的超新星遗迹。应当说,这样形态的星云在宇宙中的数量并不罕见,不过也只能在距离我们较近的星空位置中找到。

  在矮行星之间发生碰撞,或者矮星系与球状星系之间发生碰撞,或者球状星系与球状星系之间发生碰撞,它们都是非常容易发生多颗恒星相互发生集中碰撞事件。由于篇幅有限,关于多颗恒星之间(包括行星在内)的碰撞及其表现特征,我们就不在这里讨论了。

  总之,我们的研究证明,“超新星”就是宇宙中少有等离子体云雾星系中的恒星(包括死亡恒星、行星等)之间的碰撞形成的。当然,这个观点将深刻改变“超新星”产生原理的以往流行看法,虽然不敢说迎来“超新星”的新时代,但是肯定会给天文领域造成震动。

    【Anbaoe Lee 2016-01-18】

 

报道引用

科学家发现最亮超新星 光度超太阳5700亿倍

史上最强超新星爆发ASASSN-15lh的想像图。该图示意了从超新星宿主星系中一颗距离ASASSN-15lh约1万光年的行星上观看ASASSN-15lh爆发的情景。(图片制作:北京天文馆马劲)

史上最强超新星爆发ASASSN-15lh的想像图。该图示意了从超新星宿主星系中一颗距离ASASSN-15lh约1万光年的行星上观看ASASSN-15lh爆发的情景。(图片制作:北京天文馆马劲)

  参考消息网1月16日报道 西媒称,来自俄亥俄州立大学、卡内基科学学会和卡弗里基金会的一个国际天文学家团队刚刚在《科学》杂志上公布了一项最新发现:迄今为止最大的一颗超新星,比普通超新星亮200倍,这是一颗由火和气体组成的巨大星体,释放出的能量相当于太阳的数千亿倍。在这颗火热的正在爆发的球体中心沉睡着一个直径不超过10公里的高密度内核,研究人员还未就其性质给出定论。

  据西班牙《阿贝赛报》1月14日报道,天文学家们认为这颗超新星的内核可能是一颗磁星,即大型恒星塌缩后变成的中子星,其密度令人难以想象,拥有极强的磁场,能够源源不断地释放出高能量电磁辐射,以X射线及伽玛射线为主。不过此前从未观测到过如此强大的磁星,甚至已经超越了物理学中设定的界限。去年6月15日,科学家们观测到了这颗超新星爆发出的光芒,它被命名为“ASASSN-15lh”。

  “如果其内核真的是一颗磁星,那么就如同大自然决定推翻此前我们有关磁星所知的一切。”俄亥俄州立大学教授克日什托夫·施塔内克称。

  报道称,人类早在2000年前就对超新星有记载,它们是恒星演化末期经历剧烈爆炸的结果,是宇宙中最闪亮的存在。但自20年前起,天文学家们开始发现一种罕见的新的“超亮超新星”分类,这些超新星比其他多数超新星都要亮很多。科学家们认为这些超亮的星体是从磁星中获得的能量,但“ASASSN-15lh”已经超出了此前所知的任何范畴。

  “ASASSN-15lh”在距地球38亿光年远的位置,如此遥远的距离却无法阻挡其光芒被位于智利安第斯山脉托洛洛山顶的两架望远镜捕捉到。这两架望远镜属于“全天自动超新星搜索项目”,该项目旨在利用分布在全球各个角落的设备探测宇宙中包括超新星在内的发亮星体,自2014年启动以来,已经观测到了250颗新的超新星。尽管如此,研究人员还是被“ASASSN-15lh”亮度震惊。

  根据观测数据,“ASASSN-15lh”亮度是一颗中型超新星的200倍以上,最高光度比太阳要强5700亿倍,是银河系所有星体亮度总和的20多倍。仅在对其进行观测的前4个月,这颗极亮的超新星释放出的能量就相当于太阳持续发亮900亿年释放出的能量。

  施塔内克称:“我们应当问问这怎么可能?要以这样的密度发亮需要太多能量,这种能量总得来自某个地方。”北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员东苏勃表示,最诚实的答案是,迄今为止研究人员仍不知道“ASASSN-15lh”的能量来源是何处。这一发现或许能给整个超亮超新星研究领域提供新的想法和视角。这是有史以来发现的最强大的一颗超新星,无论是它爆发的机制还是能量来源目前都还是个谜,因为此前所有已知的理论都在解释它的存在时遇到了难题。

  俄亥俄州立大学专家托德·汤姆森提出了一个大胆的猜测,认为这颗超新星的爆发可能带来了一种非常少见的“毫秒磁星”,这种极高密度的核心以高速自转,并有强大的磁场包围。不过想要实现“ASASSN-15lh”被观测到的亮度,这种毫秒磁星必须以每秒1000次以上的转速运动。这将是物理学原理中认为可能的磁星的极端例子。

  报道称,到今年年底,“哈勃”望远镜或许能够帮助天文学家们解开这个谜团,届时研究人员就能够观测到这颗超新星所在的星系。如果他们发现这颗星体位于一个大星系的中心位置,那么也许最终会得出结论认为这颗球体并非一颗超新星,其核心也不是一颗磁星,而是一个超大质量黑洞爆发的不同寻常的核活动。如果是这样,我们就将面对一个全新的从未观测到过的宇宙事件。(编译/韩超)

    【新京报网】

中国学者发现极亮超新星

超新星爆发前的伪彩色图像,是4米望远镜上的暗能量相机拍摄。由暗能量巡天项目提供。

超新星爆发后的伪彩色图像,是1米LCOGT望远镜网络拍摄。由本杰明·夏皮和“ASASSN-15lh”团队制作。

  是整个银河系千亿颗恒星总光度的20倍左右,理论尚无法解释为何它这么“亮”;研究结果刊登在《科学》杂志

  新京报讯 (记者金煜 沙璐)北京大学研究人员领衔的一支国际团队确认发现了一颗迄今为止最亮的超新星,其达到的最高光度比太阳还要强5700亿倍。

  这颗新确认的超新星被证实爆发强度超过了Ia型超新星(最常见类别)约两百倍,是“前纪录保持者”的两倍以上。这是目前为止发现的最亮超新星,达到的最高光度比太阳还要强5700亿倍,是整个银河系千亿颗恒星总光度的20倍左右。

  该研究结果昨日发表在国际顶级科学期刊《科学》杂志上。文章第一作者、北京大学科维理天文与天体物理研究所的“青年千人”研究员东苏勃表示,由于该超新星辐射的能量太高,甚至于目前的超新星理论都难以对它的爆发机制和能量来源给予令人满意的解释。

  新确认的这颗超新星在去年夏天被发现,被命名为“ASASSN-15lh”,是由位于智利安第斯山脉托洛洛山顶的两架14厘米口径“全天自动超新星搜索项目”望远镜发现的。该超新星的名字来源于发现它的一个国际合作项目——“全天自动超新星搜索项目”(All Sky Automated Survey for Supuernovae),由美国俄亥俄州立大学牵头,通过小望远镜阵持续不断地对整个夜空拍照,旨在搜寻突然变亮的、主要包括超新星的“暂现天体”。

  《科学》文章介绍,ASASSN-15lh距离地球38亿光年,属于罕见的“极亮型超新星”家族。

  ■ 小档案

  超新星

  是某些恒星在生命终点的剧烈爆发现象。近两千年前,中国天文学家就在《后汉书》中记载了人类史上最早观测到的一次超新星爆发。

  极亮超新星

  ASASSN-15lh

  距离地球38亿光年,属于罕见的“极亮型超新星”家族,是迄今为止发现的最亮超新星,其达到的最高光度比太阳还要强5700亿倍。

  ■ 揭秘

  这颗超新星如何被发现的?

  去年6月,这颗超新星的第一条谱线最先被捕获,其异常之处让天文学家起初感到非常困惑。

  此后,东苏勃等科学家经过推测,判断其可能是一颗极亮超新星,数天后位于南非的一个巨型望远镜成功拍摄到了关键的光谱,证实了判断。

  “当看到南非望远镜拍摄的光谱并意识到我们发现了史上最强的超新星爆发时,我兴奋得彻夜难眠。”东苏勃说。

  此后的各方观测进一步验证了这是不同于以往的极亮型超新星。

  发现它的望远镜长什么样?

  据报道,ASASSN-15lh是在2015年6月由位于智利安第斯山脉托洛洛山顶的两架14厘米口径“全天自动超新星搜索项目”望远镜发现的。

  据北京大学天文学系博士研究生、ASASSN项目的正式成员陈平介绍,在智利和美国夏威夷,共有两组共8个小望远镜,每天自动扫描全天区域,“这些望远镜的口径非常小,但非常自动化,会每天根据天气情况自动打开望远镜进行观测”。

  东苏勃表示,全天自动超新星寻天项目是一个史无前例的项目。这种搜寻不仅是全面系统的科学实验,而且能抓到独特的漏网之鱼。

  他介绍说,世界上有很多专业天文学家和业余爱好者搜索超新星。很多专业项目使用大望远镜寻找距离遥远、暗的超新星研究宇宙学;业余爱好者用小望远镜在明亮、临近星系附近寻找超新星。ASASSN是第一个系统性的、全天(不限于明亮星系附近)搜索亮超新星的项目。

  为什么观测地点选在智利和夏威夷?

  据东苏勃介绍,这是世界上观测条件最好的两个台址,且一南一北,可以覆盖全天。现在运行状况良好,全世界亮超新星六成都是他们项目首先发现的。但也有连续天气不好的时候,在经度上网络的覆盖还不足。

  他还表示,接下来希望寻找资助,在包括中国的台址上新建节点,达到每天扫描整个天空一遍的目标。

  发现后为何立刻共享给全球?

  ASASSN-15lh发现当天,东苏勃与其合作者立即将有关讯息公开给全球的超新星研究者。

  据陈平介绍,天文领域目前的研究越来越倾向于国际合作,超新星作为一种瞬变源对国际合作的要求更高一些。因为更全面的检测超新星的变化,可给研究人员提供更多研究信息。目前国内以北京大学科维理研究所为代表的研究院所高等院校正在天文研究的多领域深层次地进行合作。天体现象例如超新星爆发是不受人为控制,错过了观测机会就永远错过了。

    【新京报网】

我国天文学家观测到史上最强超新星爆发

  本报记者 周飞亚

  北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员东苏勃领导的一支国际团队,不久前发现了史上最强超新星爆发现象,在国际天文学界引起轰动。研究成果发表于1月15日出版的《科学》杂志上。

  据介绍,这颗被命名为ASASSN—15lh的超新星距离地球38亿光年,属于罕见的“贫氢极亮型超新星”家族中的一员。它的发现,有望为揭开极亮型超新星的爆发之谜提供重要线索。

  大质量恒星在生命终点发生的剧烈爆炸被称作超新星爆发

  据《后汉书》记载,早在2000年前,我国天文学家就发现了人类历史上最早的超新星爆发,这颗现被称为SN185的超新星被天文学家划归为Ia型。自那以来,人类记录了上万颗超新星爆发,其中最常见的类别就是Ia型。而此次发现的超新星爆发强度超过了Ia型约200倍,并达到此前最高纪录强度的两倍以上。据介绍,所谓超新星爆发,就是大质量恒星在其生命终点发生的剧烈爆炸现象。

  “由于它辐射的能量太高,目前的超新星理论难以对它的爆发机制和能量来源给予令人满意的解释。”东苏勃表示,ASASSN—15lh达到的最高亮度相当于5700亿个太阳,是整个银河系千亿颗恒星总亮度的20倍左右。

  据了解,这颗“最强超新星”其实早在2015年6月就被观测到了。观测所用的是两架14厘米口径的望远镜,位于智利安第斯山脉托洛洛山顶,属于“全天自动超新星搜索项目”的一个节点。该项目的小望远镜阵持续不断地对整个夜空拍照,旨在搜寻突然变亮的、主要包括超新星的“暂现天体”。发现当天,东苏勃和其合作者立即将有关讯息公开给全球的超新星研究者,引起了天文学家们的强烈兴趣,世界上诸多大型望远镜和美国NASA的“雨燕”太空望远镜也马上开始了后续观测,至今都未停止。

  天文学家们用谱线来认证超新星抛射物中的化学组分和物理状态,从而为超新星归类,并研究其爆发的物理过程。ASASSN—15lh的谱线远异于该项目已发现的200多颗超新星,东苏勃团队的天文学家们起初感到非常困惑。在与同事讨论后,东苏勃突然意识到ASASSN—15lh可能属于极亮型超新星。此后,他调用“南非巨型望远镜”(SALT)成功拍到了所需光谱,证实了推断。“当看到南非巨型望远镜拍摄的光谱并意识到我们发现了史上最强的超新星爆发,我兴奋得彻夜难眠。”东苏勃说。

  超新星爆发为我们提供了恒星演化的重要信息

  除了爆发强度之外,ASASSN—15lh的温度也鹤立鸡群。以往发现的极亮超新星多在黯淡的矮星系中,但ASASSN—15lh的宿主星系比银河系还要亮数倍。随着超新星逐渐变暗,后续观测将可以更好地研究宿主星系,这对理解贫氢极亮型超新星的爆发环境有重要意义。

  解释极亮超新星能源机制最为流行的理论之一是磁中子星模型。在这个模型中,恒星爆发后会在中心遗留一颗有着极强磁场并飞速自转的中子星,这颗磁中子星的剧烈磁化星风可将爆炸抛射物加热到高温,从而产生辐射。然而,在发现后4个月的时间里,ASASSN—15lh辐射的总能量已经超过了磁中子星理论模型所允许的上限。另一种可能的解释是,ASASSN—15lh的辐射是由极高质量恒星爆发产生的数十倍于太阳质量的放射性元素衰变导致的。

  “ASASSN—15lh的发现对超新星爆发理论提出了一个全新挑战。”东苏勃说,“它可能会引发对极亮超新星整体的理论创新,我们将拭目以待。”

  超新星爆发能为我们提供有关恒星演化的重要信息,其抛射出几个太阳质量的恒星碎片丰富了星际空间中重元素和放射性元素的含量,而正是这些重元素形成了生命诞生的基础。探索超新星爆发,就好像在回应一种原始的呼唤,了解地球和人类真正的起源。

  《 人民日报 》( 2016年01月18日 12 版)

    [人民网-人民日报]

史上最大超新星被发现 亮度为太阳5700亿倍

  网易科技讯 1月15日消息,据《华尔街日报》报道,在距离地球38亿光年的地方,天文研究人员发现了一颗体积和亮度都堪称史无前例的超新星。目前该超新星的能量来源尚未查明,其直径预计接近10英里。

  根据研究人员表示,该超新星的亮度达到了太阳的5700亿倍,也是此前人类发现的最亮的超新星的两倍。该项发现在未来有可能为宇宙形成之谜提供新的思路。

  “你可以将其称为一颗异常巨大的超新星。”NASA雨燕卫星(Swift Gamma-Ray Burst Mission)项目首席负责人尼尔·格雷斯(Neil Gehrels)表示。格雷斯并没有参与该超新星的发现过程。

  这颗被称为ASASSN-15lh的超新星最早于去年6月被次全天自动化超新星探测系统(All-Sky Automated Survey for Supernovae)发现,随后一组有国际天文学研究者组成的团队对其进行了分析,并于近日正式确定这为有记录以来人类观测到的最亮的一颗超新星。

  通过分析光谱,研究人员还发现ASASSN-15lh的爆炸特性属于极为罕见的贫氢高光度超新星类别。来自智利和南非的高清观测数据为此次的归类鉴定提供了关键帮助。

  超新星是指正在走向死亡的恒星,其通过爆炸将能量以光的形式释放。超新星爆炸产生的光度会短暂超越整个星系,而一颗高光度的超新星,其亮度甚至可以超过一颗普通超新星百倍以上。科学家们也往往还会利用超新星的光亮来观测平时无法看见的星际物质。(卢鑫)

    【中科网-网易网】

 

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