发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★

  近期夜空中不仅明亮彗星连发,甚至连超新星都来凑一脚!

  兹威基瞬变天体研究机构(Zwicky Transient Facility,ZTF)于2020年5月6日在室女座星系团成员之一的M61星系发现了超新星SN 2020jfo。这颗超新星位于星系核心以西66角秒,以北29角秒。5月6日发现时亮度为14.7等,到10日增加至14.3等,由于是在爆炸早期发现的,因此预估接下来的几周可能会继续变亮,建议可用口径10吋的望远镜搜寻。

  M61是一个美丽的螺旋星系,距离地球约5200万光年。它同时也是具有极高恒星形成率的「星爆星系」,拥有大量短命的超大质量恒星,自从1926年记录到第一颗超新星爆炸以来,M61分别在1961、1964、1999、2006、2008、2014和2020年都被记录到超新星事件,可说是超新星爆炸的热区。

Zwicky瞬变设施于2020年5月6日在室女座明亮的M61星系中发现了2020jfo超新星-这是自1926年以来该星系中记录的第八个超新星。 詹卢卡·马西(Gianluca Masi)

▲ZTF在M61星系中发现的2020jfo超新星——这是自1926年以来在该星系记录的第八个超新星。(Gianluca Masi/摄影)

  另一颗超新星则位于狮子座的NGC3643,编号为SN 2020hvf,是由今年春季刚发现两颗彗星的ATLAS计划所发现。SN 2020hvf位于星系核心以东21.9角秒,以北2.7角秒,最初亮度相当微弱仅15.5等,但是到了5月初却攀升到12.5等,亮度甚至超过了NGC3643星系总亮度!

2020hvf完全炸毁了其宿主星系NGC3643。该星系距离我们约有9500万光年。

▲SN 2020hvf的亮度完全将母星系NGC3643比下去。(Bob King/摄影)

  近日月相逢下弦月,两颗超新星入夜后便在极适合观测的高度,有空不妨利用望远镜在夜空中仔细搜寻这些超新星的身影。(编译/台北天文馆王彦翔)

资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

参宿四

  前几个月最受各地天文学家关注的事件,莫过于猎户座的参宿四突然变暗。这现象还被某些人解释为这颗红超巨星已几乎没有核燃料,即将发生超新星爆炸。不过,华盛顿大学和罗威尔天文台的天文学家认为,参宿四更可能只是正在发生其他红超巨星也会发生的事情:抛出的外层大气遮住了一些往地球的光线。

  华盛顿大学天文学副教授Emily Levesque说:「我们一直在红超巨星附近看到这种现象,这是它们生命周期正常发生的事件。红超巨星偶尔会将表面物质抛出,这些物质会冷却而逐渐结为尘埃颗粒,并吸收一些射向我们的光。」

  Emily Levesque和罗威尔天文台的Phillip Massey在二月份进行了观测,他们使用口径4.3米的望远镜和配有减光滤镜的光谱仪,透过分析参宿四的光谱来测量整个参宿四的平均表面温度。研究人员测出2020年2月14日的参宿四表面平均温度约为摄氏3325度,这比2004年的测量温度低50到100度,且降温的现象早于最近发生的亮度降低事件。

  测量结果使部分科学家怀疑参宿四变暗的原因,是否为其表面巨大的对流胞上升到表面冷却所引起。Levesque和Massey认为,如果真是这样,他们将在2004年至2020年之间看到更大的温度降幅。Massey说:「与我们2004年的光谱观测比较,2020年的温度没有明显变化。我们知道答案一定是尘埃。」

  随着世界各地的天文学家密切关注参宿四,各团队也投入资源计划进行更多的观测。但不管参宿四的温度和亮度如何,当核融合最终陷入停顿并使其核心塌缩时,未来的10万年内仍可能发生超新星爆炸。(台北天文馆王彦翔/编译)

资料来源:Astronomy Now

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  从2019年开始,参宿四(Betelgeuse)变暗的程度肉眼可见,迄今亮度已剩原来的36%左右。比利时荷语天主教鲁汶大学(KU Leuven)Miguel Montargès等人从2019年12月开始透过欧南天文台(ESO)超大望远镜(Very Large Telescope,VLT)与SPHERE仪器拍摄参宿四表面细节,希望能了解参宿四为何会变暗。这个团队恰巧在2019年1月也曾利用SPHERE捕捉参宿四表面细节,前后两张图像比对后,这些天文学家发现这颗红超巨星不仅正在变暗,而且形状也在改变中。

  许多天文爱好者质疑参宿四之所以变暗意味着它将发生超新星爆炸。如同所有红超巨星一样,参宿四总有一天会走到超新星爆炸这一步,但天文学家不认为爆炸事件近期就会发生。Montargès等人提出新的假设来解释SPHERE图像中看到的亮度和形状变化:可能是有特别的恒星活动,或是有恰好朝向地球的尘埃喷发现象造成的。其中,参宿四不规则的表面来自其巨大对流胞造成物质移动、收缩和膨胀等。这颗恒星也有脉动现象,就像是心跳一样,使亮度有周期性变化。对流与脉动这些都是恒星活动的一部分。Montargès等人认为目前对红超巨星的认识不够全面,所以必定还有惊喜在等着他们。

ESO超大望远镜拍摄参宿四变暗之前(左)与之后(右)的图像。Credit: ESO/M. Montargès et al.
ESO超大望远镜拍摄参宿四变暗之前(左)与之后(右)的图像。Credit: ESO/M. Montargès et al.

  参宿四正式编号为猎户座α星(Alpha Ori),距离约700光年。由于体积庞大,距离也不算太远,因此包括VLT在内的少数望远镜得以直接观测到它的表面变化。此外,由于VLT观测范围涵盖可见光至中红外波段,因此不仅可以拍摄到参宿四的表面,也可以观测到它周围的物质。Montargès等人认为这是我们能了解这颗星正在发生什么事的唯一途径。

  除了Montargès等人之外,法国巴黎天文台(Observatory of Paris)Pierre Kervella等人恰在2019年12月,也以VLT上VISIR仪器拍摄参宿四图像,结果显示有来自参宿四周围尘埃发出的红外辐射。这些尘埃云应该是参宿四向外抛出物质而形成的。

  科普天文中常提到「我们都始于星尘(we are all made of stardust)」,但却少有人提到这些星尘究竟来自何处?SPHERE和VISIS图像正要告诉大众:有一部份就是来自像参宿四这样的红超巨星。在其一生中,尚未发生超新星爆炸之前,红超巨星也会陆续制造并向外抛出大量物质。现代科技已能允许科学家详细研究这些天体,数百光年外的也没问题,所以解开红超巨星质量流失的课题,指日可待。(编译/台北天文馆张桂兰)

资料来源:欧洲南方天文台

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  高光度超新星(superluminous supernova)是宇宙中最亮的爆发事件,自爆发后数个月的时间内所辐射出的能量相当于太阳整个生命周期发出的总辐射量,在它们最亮的期间,甚至可比拟它们宿主星系的总亮度。位在2.38亿光年远的NGC 1260星系中,SN 2006gy曾是迄今已知最亮的高光度超新星爆炸事件,也是这类事件中被研究最多的其中之一;但即便如此,天文学家仍不清楚这样的超新星是怎样形成的。瑞典斯德哥尔摩大学(Stockholm University)与日本研究学者透过这颗超新星的光谱中发现它含有大量中性铁元素,以前从未在其他超新星或其他天体中发现这样的状况。他们终于找到可以解释这个事件的光谱中那些特别的发射谱线(emission line)从何而来,以及这个超新星发生的原因。

SN 2006gy超新星
SN 2006gy超新星。Image: Fox, Ori D. et al. Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 454 (2015) no.4

  由于天体中的铁元素通常是游离化的,即其原子结构中的电子总会损失几颗而成为带正电的阳离子。从未有人将SN 2006gy的未知发射谱线与未损失任何电子的中性铁光谱比对过。Anders Jerkstrand等人首度尝试进行这样的比对,最后惊讶地发现那些观测到的未知发射谱线,居然一一与中性铁谱线对上了。更让他们惊讶的是:他们发现要形成这样的谱线,所需铁元素数量非常庞大,至少是1/3倍太阳质量这么多。这个发现直接排除一些有关SN 2006gy的旧有解释理论,例如:有个Ia型超新星刚好位在SN 2006gy后方这样的理论就被摒弃了。

  根据最新理论,SN 2006gy的前身恒星是由一颗与地球差不多大的白矮星,和一颗富含氢元素的大质量恒星所组成的双星系统,两者互绕轨道非常接近,大约仅相当于太阳系的大小。当富氢恒星的内部点燃最后一轮的核融合反应,外层大气包层开始膨胀,白矮星被富氢恒星的包层包围吞噬,逐渐旋落至富氢恒星的核心。当抵达核心时,这颗不稳定的白矮星发生爆炸,形成所谓的Ia型超新星(Type Ia supernova)。超新星爆炸时向外抛出的物质撞击到原本持续向外膨胀的包层,因而造就了SN 2006gy闪瞎人的超高光度。这样的论点将启发天文学家重新检视并建立关于双星系统演化以及白矮星爆发所需必要条件的理论。(编译/台北天文馆张桂兰)

资料来源:瑞典斯德哥尔摩大学

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  20世纪发现的最著名的超新星爆炸事件,就是在距离我们仅16.8万光年的大麦哲伦星系(Large Magellanic Cloud,LMC)中发生的SN 1987A。天文学家利用各种方式观测这个超新星爆炸事件与残骸,获得许多划时代的信息,包括捕获许多理论预测会有的微中子,但却一直没有发现理论上的原大质量恒星的核心部分在超新星爆炸后,应该会因重力塌缩而形成的中子星。经历30多年的寻找后,英国卡迪夫大学(Cardiff University)天文学家Phil Cigan等人,借由位于智利的阿塔卡玛毫米波/次毫米波望远镜数组(ALMA,Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)的帮助,在SN 1987A残留的尘埃云中发现一个比周围还亮的亮斑,与预期中的中子星位置符合,确认终于找到这颗「失踪已久」中子星。

卡迪夫大学天文学家利用ALMA观测到SN 1987A尘埃云中因中子星造成的亮斑。Credit: Cardiff University.

卡迪夫大学天文学家利用ALMA观测到SN 1987A尘埃云中因中子星造成的亮斑。Credit: Cardiff University.

  这些天文学家表示:之前之所以找不到这颗中子星,完全是因为它被一层厚厚的尘埃云遮蔽了中子星发出的星光之故,因此在绝大部分波段中都无法发现它的踪迹,而这些尘埃云吸收了中子星的星光后,转而在次毫米波发出辐射,在极度灵敏的ALMA观测中才终于泄漏踪迹。未来等尘埃云逐渐散去后,当可直接见到这颗中子星的庐山真面目。

  天文学家首度在1987年2月23日观测到SN 1987A,SN代表超新星事件,1987为发现年,A代表该年发现的第一个超新星事件。发现当时,其发出的总辐射是太阳的1亿倍,并持续在夜空中亮达数个月之久。这是过去400年内所发现最靠近地球的超新星爆炸事件,让天文学家有机会能详细研究一个恒星在爆炸前、爆炸中和爆炸后等各阶段的细节。

  SN 1987A的前身是一颗大质量恒星,演化到生命末期时发生的超新星爆炸事件,制造出大量温度高大100万度的气体,而后这些气体开始快速冷却到仅摄氏0度的程度时,有些气体便会转变成固体,因而出现尘埃的存在。虽然天文学家一直以中子星被浓厚尘埃云遮蔽的理由来说明为何找不到SN 1987A的残骸,但还是引起部分天文学家对恒星演化理论究竟是否正确的质疑。而Cigan等人的最新发现不仅确认致密中子星的确存在,也让天文学家能进一步了解这些大质量恒星生命终期的状态,因此这颗中子星的发现非常重要而关键。(编译/台北天文馆张桂兰)

资料来源:Cardiff University

发布单位:香港天文学会

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  使用位于夏威夷日本昴星团望远镜的日本天文学家,在遥远的宇宙中发现了大约一千八百颗新的超新星,其中包括距离八十亿光年远的五十八颗Ia型超新星。这些发现将有助于证明宇宙的扩张。

  超新星在巨星的生命结束时是一次强大的爆炸。这颗恒星经常变得像它的主星系一样明亮,在降低之前闪耀十亿倍于太阳的亮度,持续一到六个月。 Ia型超新星特别有用,因为它们一致的最大亮度使研究人员能够计算恒星离地球的距离。这对于想要测量宇宙膨胀的研究人员特别有用。

  但超新星是罕见的事件。为了发现尽可能多的超新星,由日本凯维里数物连携宇宙研究机构(Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe)的安田直树教授领导的团队使用装备有巨大数码相机(Hyper Suprime-Cam )的昴星团望远镜,一台八百七十万像素的数码相机,在夜空的广阔区域拍摄清晰的恒星图像。通过在六个月的时间内拍摄夜空相同区域的重复图像,研究人员可以通过寻找在逐渐消失之前突然显得更亮的恒星来识别新的超新星。

  该团队确定了大约四百颗Ia型超新星。这些Ia型超新星中有五十八颗距离地球超过八十亿光年。相比之下,哈勃太空望远镜用了大约十年的时间才发现了距离超过八十亿光年远的五十颗超新星。

  安田直树教授指出,昴星团望远镜和巨大数码相机已经帮助研究人员创建了暗物质的立体地图,并观察了原始黑洞,但现在这个结果证明这种仪器具有非常高的能力,能够在离地球非常远的地方找到超新星。接下来,研究人员将使用这些数据更准确地计算宇宙的膨胀,并研究暗能量对该膨胀的影响随时间的变化。

【图、文:节译自日本国立天文台2019年5月30日新闻公布,研究全文刊登在《日本天文学会欧文研究报告(Publications of the Astronomical Society of Japan)》

发布单位:香港天文学会

1548754365294025.jpg  日本山形县的板垣公一于2019年1月22日19:11(北京时)发现鲸鱼座河外星系NGC 201出现一颗16.7等的超新星待认体。该天体位置(春分点2000.0)位置如下:

  赤经 00时39分35.000秒
  赤纬 +00度52分04.70秒

  该天体获得正式编号SN 2019yc后,加纳利群岛拉帕尔玛天文台的北欧光学望远镜进行分光观测,确认其前身星为II型超新星。

  这是板垣公一2019年以来发现的第3颗超新星。到今天为止他总共发现了142颗超新星。

【图:板垣公一;文:林景明节译自日本天文艺术网页】

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家最近发现的一个不寻常的瞬态事件,绰号“牛 COW ”,已经引起研究瞬态天象领域的天文学家群起纷扰(就像牛群此起彼落的哞哞叫?)。到目前为止,天文学家们又对这个奇怪的事件了解多少?

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AT2018cow影像
AT2018cow的位置:发现后图像(左上),发现前参考图像(右上),减影差异图像(左下)和Pan-STARRS多色图像(右下)。[摘自Prentice等人。2018]

  曾几何时,天文学家认为已大致了解超新星的演化过程。但随着现今每几夜即可扫描全天的大型广视野瞬态天象观测计划的出现,研究者现在似乎不断发现新的超新星事件,这些事件并不完全适合以前整齐定义的类别。在这些巡天计划中发现的大量新型瞬变天象中,有许多类似超新星的事件,其光度的上升和下降比标准的超新星模型预测快得多。一个例子是AT2017gfo,这是第一个确认的千级新星,它与2017年8月首次在引力波中探测到的中子星合并有关。这些快速演变的瞬态天象事件例子涵盖了广泛的絶对星等峰值变化幅度(从-15到-22)和上升变化时间(~1-10天),使得它们难以通过单一情境解释。

  现在天文学家最新发现了一种更不寻常的,更明亮且快速发展的瞬态天体:AT2018cow。在9月20日发表在Astrophysical Journal Letter的一项最新研究结果中,由Simon Prentice(英国贝尔法斯特女王大学, Queen's University Belfast. )领导的天文学家团队介绍了此次瞬态天象前18天的发现和初步分析结果。

  2018年6月16日晚上首次由位于夏威夷的0.5米双筒望远镜系统ATLAS发现的AT2018cow,被昵称为“牛(COW)”。后续利用各种望远镜探测它的光学,近红外和紫外波段后发现了它的奇怪特性。

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AT2018cow在不同望远镜观测的光度变化曲线
ATLAS,利物浦望远镜,GROND和AT2018的Swift光线曲线。[摘自Prentice等人。2018]

  COW的峰值亮度非常高:~1.77 x 10 ^ 44尔格/秒,比典型的超新星亮约10-100倍。并且它很快就达到了峰值,在短短的3.3天内亮度增加超过5个星等,而典型的超新星的上升时间大约为10-20天。此外,COW具有很高的黑体温度(~27,000 K ),低估计喷发质量(仅0.1-0.4太阳质量),以及相对无特征和非演化光谱。

是否来自碰撞的Magnetar?

  Cow的奇特属性的组合消除了许多先前更常见的一般解释的可能性,例如超新星震盪突波。研究者另外探索了一种可能产生类似于COW的特性的情境:由双中子星系统的合并形成磁星 – 强磁化的中子星。Prentice和合作者表示这样的模型可以预测出一个具有峰值光度,衰减率和有效温度的瞬态,这些都与COW观察到的现象一致。

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磁星
艺术家对强烈磁化的中子星的印象。[图像版权:NASA/Penn State University/Casey Reed]

  要如何确认这个推论?下一步将是比较AT2018cow在无线电和X射线波长中的其他观测结果,同时与磁力模型进行比较,以确定模型是否也符合这些观测结果。研究团队正试着解释这种不寻常的瞬态天体。

Ref: “The Cow: Discovery of a Luminous, Hot, and Rapidly Evolving Transient,” S. J. Prentice et al 2018 ApJL 865 L3. doi:10.3847/2041-8213/aadd90
资料来源:ApJL

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  通常而言打棒球是会去统计生涯第n支全垒打或第n支安打的,如果在天文学界也有这样子的统计数字的话,那么亚洲第一就非板垣先生莫属了。

  8月2日,住在日本山形县的板垣先生发现了今年第5个,生涯第136个候选超新星,暂定名为2018enb,该天体位于飞马座附近,详细天区如图。之后经美国利克天文台使用光谱仪对其进行确认,证实为Ia型超新星。

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图由Stella Navigator绘制, DSS版权声明

  找出新的超新星并不容易,就好像在玩大家来找碴一样,把两张同样天区,不同日期的照片拿来比对一下,同一个位置若有新的亮点,就有可能是超新星爆发。但是超新星的亮度从地球看来是非常暗的,仪器必须非常精密才能够察觉其差异性,再者,哪一天区会产生超新星并没有办法预测,只能不断的对不同天区拍照进行比对,才能够有所发现。

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飞马座附近的超新星发现照片,摄影:板垣公一

  板垣先生是一名企业家兼业余天文学家,在「豆の板垣」担任董事长,受到池谷薰在1963年发现的池谷彗星影响,板垣先生首先将目标定为「发现彗星」,在1968年他终于发现了一颗新的彗星,但是其发现报告比另一个团队晚提交,因此他并非第一个发现者,在那之后由于板垣先生将精力放在经营上,因此后续并没有再发现新的彗星;此外,由于与NASA等相似的公部门均把彗星及小行星列为搜索目标,业余天文学家想要成为该类星体的第一发现者极为困难,所以当他得知1994年的苏梅克-列维9号彗星(Shoemaker-Levy 9, SL9, D/1993 F2)撞击木星事件,是由业余天文学家发现时,又重新燃起了他对天文观测的渴望。

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苏梅克-列维9号彗星被木星的潮汐力撕裂一影,摄:哈勃太空望远镜1994年5月17日

  他在2000年决定将目标改为「发现超新星」,2001年5月17日,板垣先生发现了第一颗超新星,命名为2001bq,之后直到2018年为止,他所发现的超新星数量,排名世界第五,日本人所发现的超新星当中,有一半以上均是板垣先生的成就。

  除了超新星以外,板垣公一在2008年也在金田宏的协助下,找到了一颗疑似新的彗星,后来经证实这颗是失落了110年的D/1896 R2彗星,而2009年在鲸鱼座附近又发现了一颗新彗星(C/2009 E1),如今该彗星被命名为板垣彗星。

资料来源:AstroArts(日文网站)IAU日本国立天文台板垣先生个人网站

发布单位:星明天文台

  2018年3月9日上午,徐建林、张宓、张小卫、赵经远、刘伟根利用PSP公众超新星搜寻项目当天凌晨拍摄的图片,在位于猎犬座的PGC48989星系附近发现一可疑目标,发现时亮度约16.8星等,经阮建高查验,由张宓上报TNS。内部编号PSP18B,候选体编号AT 2018acj。

  发现者:徐建林、张宓、张小卫、赵经远、刘伟根、阮建高、高兴。

  TNS链接:https://wis-tns.weizmann.ac.il/object/2018acj

  下图为发现时的图片:

SN 2018acj Discovery Image.jpg

  2018年3月10日,中国科学院国家天文台兴隆观测站拍摄光谱验证,由林含、李文雄、王晓峰、芮黎明、向丹凤(清华大学)、张天萌(中国科学院国家天文台)、张居甲(中国科学院云南天文台)先生发布在ATel #11393公报上确认为IIP型超新星,该目标因此获得超新星编号SN 2018acj。

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ATel #11393公报

  我们报告两个暂现源SN 2018aca(=ASASSN-18ew)(ATel#11391)和SN 2018acj的光谱分类,它们分别由全天自动化超新星巡天(ASAS-SN)和星明天文台巡天计划(XOSS)发现。它们的光谱由中国科学院国家天文台兴隆观测站2.16米望远镜(+BFOSC)分别于2018年3月9.7日和2018年3月9.8日拍摄获得。在用光谱比对工具SNID(Blondin & Tonry, 2007, ApJ, 666, 1024)进行光谱拟合的基础上,我们的分类细节如下:

  (1)SN 2018aca(=ASASSN-18ew)与标准的Ia型超新星SN 1998aq达到最大亮度5天时的光谱相拟合。考虑到其宿主星系的红移值为0.0435,可以从Si II 635.5吸收谱线的最小值推断出约11700公里/秒的膨胀速度。这个光谱分类也发布在国际天文学联合会的TNS网站上:https://wis-tns.weizmann.ac.il/object/2018aca

  (2)SN 2018acj(=PSP18B)与IIP型超新星SN 1999em达到最大亮度前1天的光谱相拟合。由于其宿主星系UGC 8733的红移值为0.0078,可以从Ha吸收谱线的最小值推断出约6000公里/秒的膨胀速度,这就暗示了SN 2018acj属于IIP型超新星中的慢速亚类。这个光谱分类也发布在国际天文学联合会的TNS网站上:https://wis-tns.weizmann.ac.il/object/2018acj

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SN 2018acj TNS网页

  星明天文台公众超新星搜寻项目(Popular Supernova Project,PSP),是由星明天文台和中国虚拟天文台(China-VO)合作开展的面向普通大众的宇宙新天体搜寻项目之一,是首次基于国内业余天文观测数据策划实施的全民科学(Citizen Science)项目,是专业天文队伍和业余天文队伍深度合作的一次成功尝试。

  该项目的初衷是让任何对新天体搜索感兴趣的普通民众都有机会参与到专业的天文发现中来,即使您没有任何天文基础,哪怕您只是一名小学生。

  至此,PSP公众超新星搜寻项目已累计发现22颗超新星及新星候选体,其中16颗获得光谱认证。

  让我们祝贺各位发现者!

  欢迎加入公众超新星搜寻,开始您的超新星搜寻之旅:http://psp.china-vo.org/