超新星爆发震撼首现,首次被捕捉
天文学家首次捕捉到了一颗超新星爆炸最初的形态。这一名为 SN 2024ggi 的事件揭示了恒星爆炸初期呈椭圆形,随后逐渐变扁,解决了长期以来关于大质量恒星爆炸形状的科学猜测。这一发现依赖于快速的国际合作和先进的光谱偏振技术,为理解恒星演化和宇宙物理过程提供了关键的直接证据。
一场与时间的赛跑
2024年4月10日,天文学家探测到了距离地球仅22光年的超新星 SN 2024ggi。为了不错过这一罕见机会,清华大学的助理教授杨毅迅速行动,与欧洲南方天文台协调,动用了位于智利阿塔卡马沙漠的甚大望远镜 (Very Large Telescope)。
- 机会难得: 捕捉大质量恒星爆炸的最初“爆发阶段”窗口期极短。
- 快速反应: 如果杨教授稍有迟疑,观测机会便会永远失去。幸运的是,他的团队行动及时。
悬而未决的宇宙之谜
长期以来,科学家们一直在争论大质量恒星(例如比太阳重12到15倍的红超巨星)在生命终点爆炸时的初始形状。当恒星耗尽燃料时,其核心周围的物质层会向内坍缩,然后猛烈反弹,向外产生巨大的冲击波。
“超新星爆发的几何形状为恒星演化和导致这些宇宙烟花的物理过程提供了基本信息。” —— 杨毅
尽管天文学家已经建立了理论模型,但在 SN 2024ggi 之前,从未有人能直接观测到这一过程的初始形态。
关键发现:爆炸的形状
杨毅的团队使用一种名为光谱偏振技术 (spectropolarimetry) 的方法,通过分析超新星发出的光的偏振特性来推断其爆炸的形状。
他们的研究结果清晰地表明:
- 初始爆炸的形状是椭圆形,像一颗橄榄。
- 随着爆炸向外扩散,它逐渐变得扁平。
- 在整个过程中,爆炸始终保持着其对称轴。
重写教科书的意义
这一发现是戏剧性的,它有望改写我们对恒星演化的理解。它首次为理论模型提供了直接的观测证据,证实了关于大质量恒星如何死亡的猜测。
正如研究的合著者费迪南多·帕塔特 (Ferdinando Patat) 所说,这一成就也“有力地提醒我们,好奇心、合作和迅速的行动可以揭示塑造我们宇宙的物理学深刻见解。”