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韦伯揭示了超新星1987A中的新结构

发布单位台北市立天文科学教育馆

SN 1987A位于大麦哲伦星系中距离地球168,000光年首次于19872月被观测到这是自400多年前克卜勒目击超新星之后第一颗肉眼观测到的超新星40年来一直是伽马射线到无线电波波段范围的重点观测目标现在韦伯太空望远镜也开始加入观测的行列透过近红外相机NIRCam的观测为了解超新星如何随着时间的推移逐渐形成超新星残骸提供了重要线索

韦伯的近红外相机所拍摄SN 1987A的影像。其中蓝色代表1.5微米(F150W)、青色1.64和2.0微米(F164N、F200W)、黄色3.23微米(F323N)、橙色4.05微米(F405N)和红色4.44微米(F444W)。Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) captured this detailed image of SN 1987A (Supernova 1987A), which has been annotated to highlight key structures. At the center, material ejected from the supernova forms a keyhole shape. Just to its left and right are faint crescents newly discovered by Webb. Beyond them an equatorial ring, formed from material ejected tens of thousands of years before the supernova explosion, contains bright hot spots. Exterior to that is diffuse emission and two faint outer rings. In this image blue represents light at 1.5 microns (F150W), cyan 1.64 and 2.0 microns (F164N, F200W), yellow 3.23 microns (F323N), orange 4.05 microns (F405N), and red 4.44 microns (F444W).
图说韦伯的近红外相机所拍摄SN 1987A的影像其中蓝色代表1.5微米F150W青色1.642.0微米F164NF200W黄色3.23微米F323N橙色4.05微米F405N和红色4.44微米F444W图片来源NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Cardiff University), R. Arendt (NASA’s Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Stockholm University), and J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology). Image Processing: A. Pagan

这张影像显示了一个如同钥匙孔般的中心结构这个中心充满了超新星爆炸喷出的块状气体和尘埃这些尘埃密度非常高即使是韦伯的近红外光也无法穿透它因此在钥匙孔中形成了黑暗的而明亮的赤道环围绕着内锁孔形成一条环绕在腰部的带子连接着两个微弱的沙漏形外环臂赤道环是由超新星爆炸前数万年喷射出的物质形成其中包含明亮的热点这些热点是超新星冲击波撞击环时出现的现在甚至在环的外部也发现了亮点周围还有瀰漫发射这些是超新星冲击波撞击到更多外部物质的位置

虽然之前哈勃史匹哲和钱卓拉X射线太空望远镜都在不同程度上观察到这些结构但韦伯无与伦比的灵敏度和解析度揭示了这个超新星残骸的一个新特征一个类似新月状的小结构这些新月结构被认为是超新星爆炸喷出气体外层的一部分它们的亮度可能是边缘增亮的现象是一种透过在三维空间观察膨胀物质而产生的光学错觉换句话说我们的视角使得这两个新月形中的物质看起来比实际的多

虽然之前已退役的史匹哲太空望远镜已获得了有关其辐射如何随时间演变的关键数据但却无法像韦伯如此清晰和详细地观察SN 1987A尽管已对其进行数十年的研究但仍有几个谜团未解尤其是围绕着本应在超新星爆炸后形成的中子星接下来韦伯将持续长期观察这颗超新星藉由近红外相机和中红外成像-光谱仪MIRI捕捉新的高逼真度红外数据并获得对新月结构的新见解未来韦伯将继续与哈勃钱卓拉及其他天文台合作共同为这颗传奇超新星的过去和未来提供新的见解编译/台北天文馆赵瑞青

资料来源NASA