韋伯揭示超新星1987A中的新結構

莫心海

【正見新聞網2023年09月05日】

【編者注】宇宙的浩渺對人類永遠是個迷,無從知道其實質。現代天文學所認識到的只是用現代高科技捕捉到的天體在人類空間能觀察到的變化瞬間,科學家抓住這一刻的觀測數據,提出理論,假說,象盲人摸象,難以窺探到整體和其本質所在。如果只在人類這個空間去探索宇宙的奧秘,終歸是竹籃打水一場空。希望讀者從現代天文的發現中,能思考宇宙、人體、生命的真正意義何在。

NASA網站新聞2023年8月31日報導,韋伯太空望遠鏡已開始研究最著名的超新星之一 SN 1987A (Supernova 1987A)。SN 1987A 位於距離地球 168,000 光年的大麥哲倫雲中,自 1987 年 2 月被發現以來,一直是從伽馬射線到射電等波長範圍內觀測的目標。韋伯近紅外相機 (NIRCam)為我們理解超新星如何隨著時間的推移發展以形成其遺蹟提供了重要線索。

韋伯的 NIRCam(近紅外相機)拍攝的SN 1987A(超新星 1987A)遺蹟。在中心,從超新星噴出的物質形成鎖孔形狀。就在它的左右兩側是韋伯新發現的微弱的新月形。在它們之外,有一個由超新星爆炸前數萬年噴射出的物質形成的赤道環,其中包含明亮的熱點。其外部是漫射發射和兩個微弱的外環。在此圖像中,藍色代表 1.5 微米 (F150W)、青色 1.64 和 2.0 微米 (F164N、F200W)、黃色 3.23 微米 (F323N)、橙色 4.05 微米 (F405N) 和紅色 4.44 微米 (F444W)。圖片來源:NASA、ESA、CSA、M. Matsuura(卡迪夫大學)、R. Arendt(NASA 戈達德航天中心和馬裡蘭大學巴爾的摩縣)、C. Fransson

該圖像揭示了像鎖孔一樣的中心結構。這個中心充滿了超新星爆炸噴出的塊狀氣體和塵埃。灰塵非常密集,即使韋伯檢測到的近紅外光也無法穿透它,從而在鑰匙孔中形成了黑暗的「洞」。

明亮的赤道環圍繞著內鎖孔,在腰間形成一條帶子,連接著沙漏形外環的兩條微弱的臂。赤道環由超新星爆炸前數萬年噴射出的物質形成,含有明亮的熱點,這些熱點是在超新星衝擊波撞擊環時出現的。現在,甚至在環的外部也發現了斑點,周圍有漫射發射。這些是超新星衝擊撞擊更多外部材料的位置。

雖然美國宇航局的哈勃和斯皮策太空望遠鏡以及錢德拉X射線天文台都在不同程度上觀察到了這些結構,但韋伯無與倫比的靈敏度和空間解析度揭示了這個超新星遺蹟的一個新特徵——小型新月狀結構。這些新月被認為是超新星爆炸中噴出的氣體外層的一部分。它們的亮度可能是肢體變亮的指示,這是一種通過在三維空間中觀察膨脹材料而產生的光學現象。換句話說,我們的視角使得這兩個新月形中的物質看起來比實際情況要多。

儘管自超新星最初發現以來已經進行了數十年的研究,但仍然存在一些謎團,特別是圍繞著本應在超新星爆炸後形成的中子星。與斯皮策一樣,韋伯將隨著時間的推移繼續觀察這顆超新星。其 NIRSpec(近紅外光譜儀)和 MIRI(中紅外儀器)儀器將使天文學家能夠隨著時間的推移捕獲新的高保真紅外數據,並獲得對新發現的新月結構的新見解。此外,韋伯將繼續與哈勃、錢德拉和其他天文台合作,為這顆傳奇超新星的過去和未來提供新的見解。

參考資料:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-reveals-new-structures-within-iconic-supernova

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