宇宙“鎖孔” – 韋伯揭示標誌性超新星內部令人驚嘆的新結構
美國國家航空航天局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡利用其NIRCam(近紅外相機)儀器發現了超新星1987A的新細節。這些結構(有些只能在紅外線波長下看到)提供了超新星隨時間發展的線索。
韋伯的近紅外相機(NIRCam)捕捉到了這幅SN 1987A(超新星1987A)的詳細圖像,並對其進行了註釋,以突出關鍵結構。在中心位置,超新星噴射出的物質形成了一個鑰匙孔形狀。在它的左右兩側是韋伯新發現的微弱月牙。在它們之外是一個赤道環,由超新星爆炸前數万年噴出的物質形成,包含明亮的熱點。其外是漫射光和兩個微弱的外環。在這張圖片中,藍色代表1.5 微米(F150W),青色代表1.64 和2.0 微米(F164N,F200W),黃色代表3.23 微米(F323N),橙色代表4.05 微米(F405N),紅色代表4.44 微米(F444W) 。
美國國家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡已經開始研究最著名的超新星之一–SN 1987A(超新星1987A)。SN 1987A位於168,000光年之外的大麥哲倫雲中,自1987年2月被發現以來,近40年來一直是從伽馬射線到射電波長的密集觀測目標。韋伯的近紅外相機(NIRCam)進行的新觀測為我們了解超新星如何隨著時間的推移逐漸形成其殘餘物提供了重要線索。
主要觀測特徵
這幅圖像顯示了一個像鑰匙孔一樣的中心結構。這個中心充滿了超新星爆炸噴射出的團狀氣體和塵埃。這些塵埃的密度非常高,即使是韋伯探測到的近紅外線也無法穿透,從而形成了鑰匙孔中的暗”洞”。
這組由哈勃太空望遠鏡的寬視場行星照相機2 和高級巡天照相機拍攝的延時序列圖像顯示了圍繞著一顆名為超新星1987A 的恆星爆炸的物質環的變化。從1994 年9 月24 日到2003 年11 月28 日看到的這一壯觀的光景是碎片與環繞爆炸地點的氣體環的碰撞。
一個明亮的赤道環環繞著內鎖孔,在腰部形成一條帶子,連接著沙漏形外環的兩個微弱臂。赤道環由超新星爆炸前數万年噴射出的物質形成,包含明亮的熱點,這些熱點是超新星衝擊波撞擊赤道環時出現的(見上面的視頻)。現在,即使在星環外部也能發現亮斑,其周圍還有彌散輻射。這些都是超新星衝擊波撞擊到更多外部物質的位置。
對比觀察和新發現
雖然NASA 的哈勃和斯皮策太空望遠鏡以及錢德拉X 射線天文台已經在不同程度上觀測到了這些結構,但韋伯望遠鏡無與倫比的靈敏度和空間分辨率揭示了這個超新星殘餘物的一個新特徵–類似新月的小結構。這些新月形結構被認為是超新星爆炸噴射出的氣體外層的一部分。它們的亮度可能是邊緣增亮的跡象,這是一種從三維角度觀察膨脹物質所產生的光學現象。換句話說,我們的觀察角度會讓人覺得這兩個月牙中的物質要比實際的多。
天文學家將三個不同天文台(阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列,紅色;哈勃,綠色;錢德拉X 射線天文台,藍色)的觀測結果結合起來,生成了這張色彩斑斕的多波長圖像,顯示了超新星1987A 錯綜複雜的殘骸。
這些圖像的高分辨率也值得注意。在韋伯望遠鏡之前,已經退役的斯皮策望遠鏡在這顆超新星的整個生命週期中都對其進行了紅外觀測,獲得了關於其輻射如何隨時間演變的關鍵數據。然而,它從未能如此清晰和詳細地觀測到這顆超新星。
揭開神秘的面紗和未來的研究
儘管自最初發現這顆超新星以來已經進行了幾十年的研究,但仍有一些謎團存在,特別是圍繞著超新星爆炸後本應形成的中子星。
與”斯皮策”號一樣,”韋伯”號也將繼續長期觀測這顆超新星。其NIRSpec(近紅外攝譜儀)和MIRI(中紅外儀器)儀器將為天文學家提供長期捕捉新的高保真紅外數據的能力,並獲得對新發現的新月結構的新見解。此外,韋伯望遠鏡還將繼續與哈勃、錢德拉和其他天文台合作,為了解這顆傳奇超新星的過去和未來提供新的視角。