业余天文学家超幸运,一亿分之一机率意外拍下超新星爆炸一刻

作者 | 发布日期 2018 年 02 月 22 日 17:25 | 分类 天文 , 自然科学 , 航天科技
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【Technews科技新报】当阿根廷业余天文学家 Víctor Buso 新入手一台天文相机并准备测试其功能时,原本预计只会看到安静夜空的他,意外从距离我们约 8,000 万光年远的星系中拍到超新星爆炸瞬间,那机率就跟中了乐透头奖一样低而幸运无比。



超新星是一颗巨大恒星生命演变的最后阶段,当它崩溃时,会从核心发出爆炸冲击波(shock breakout),撞击并加热恒星表面气体至极高温,恒星自身大部分、甚至所有物质会以近乎十分之一光速的速度向外弹射出去。

我们知道能从这类事件中观测到伽玛射线、X 射线爆发,但如果你想捕获爆炸那一刻图像,你需要完全正确的位置、时间还有数不尽的运气。想像你试图拍摄鞭炮爆炸的瞬间,然后将这难度放大无数倍,就是在浩瀚宇宙中拍摄超新星爆炸瞬间的困难程度。

一颗走到生命尽头的恒星什么时候会爆炸无法精准预测,一般情况下,多数超新星被发现时已经历过令人眼花撩乱的爆炸。Víctor Buso 的成就之所以让人惊呼,是因为当专业天文学家用专业的伽马射线或 X 射线望远镜每年观测数百颗超新星时,Buso 可能是第一个用业余相机捕捉到冲击波爆炸瞬间的人。

为了测试新购入的 16 英寸(约 40.64 厘米)长镜头相机,Víctor Buso 于 2016 年 9 月 20 日将相机对准 NGC613 螺旋星系,于 1.5 小时内拍摄一系列短曝光照片。当他检查成果时,发现 NGC613 螺旋星系的“郊区”出现了一个以前不曾见过的微弱光点,他接着拿起下张照片,这光点已迅速变得极耀眼明亮,他立刻意识到自己很可能意外捕捉到一颗潜在超新星──巨大的闪光迸射而出。

▲ Víctor Buso 拍到超新星爆炸瞬间。

Víctor Buso 立刻通知科尔多瓦天文台,但半夜没有人回应,于是他转向网络,并与美国变星观测者协会(American Association of Variable Star Observers,AAVSO)取得联系,共同发布了这项大消息。

专业天文学家马上惊觉这可能就是他们一直在寻找的冲击波罕见事件,带来与伽马射线或 X 射线无关的“第一光”,其持续时间极短。天文台望远镜半天内就投入观测,并确认 Víctor Buso 看见的是 2016 年发现的 IIb 型超新星“SN 2016gkg”。当年,天文学家观测到的“SN 2016gkg”时间点是刚爆炸不久,而非爆炸那瞬间。

加州大学柏克莱分校天文学家 Alex Filippenko 团队在接下来两个月里进一步频繁观测 SN 2016gkg,揭露更多超新星讯息,结合数据与理论模型,估计这颗恒星初始质量约太阳质量 20 倍,但直到爆炸前却损失了 75% 质量。

Alex Filippenko 表示,Víctor Buso 发现这次事件的机率是一千万分之一,甚至一亿分之一。这项研究也说明了,就算只是一位拿着 2,000 美元设备的业余天文学家也能发挥重大影响力。其实寻找超新星的战绩,业余天文学家的人数向来远远多过专业天文学家。

一份后续相关研究发布在《自然》期刊。

(首图来源:加州大学柏克莱分校

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