望遠鏡陣列揭曉超新星爆炸殘骸「3D心臟結構」

圖中是藝術家描繪的SN 1987A超新星，呈現這顆超新星殘骸的寒冷內部區域(圖中紅色部分)，ALMA望遠鏡探測到大量的灰塵。超新星內部區域與外殼(藍色部分)完全不同，超新星的碰撞能量(綠色部分)在爆炸之前將釋放形成一個氣體包裹層。

圖中紫色區域是氧化硅分子噴射物，黃色區域是一氧化碳分子噴射物。藍綠色環是哈勃太空望遠鏡觀測到的，研究人員將其呈現為3D結構。

天文學家結合3個天文觀測設備的觀測數據，最終結合形成這張超新星SN 1987A圖像。紅色部分是超新星殘骸中心最新形成的灰塵物質，是ALMA亞毫米波長設備探測到的；綠色和藍色部分是超新星爆炸衝擊波與周圍物質環發生碰撞；綠色部分代表發光的可見光，是由美國宇航局哈勃太空望遠鏡觀測的，藍色代表熾熱氣體，是由美國宇航局錢德拉X射線天文台觀測的。

目前，最新研究顯示，觀測一顆超新星殘骸的「心臟」，將揭曉超大質量恆星死亡的重要線索，以及這些戲劇性事件如何影響它們所在的星系。

基於阿塔卡瑪大型毫米波望遠鏡陣列（ALMA）的觀測結果，一支研究小組構建了SN 1987A超新星的詳細3D結構。1987年，天文學家觀測到一顆巨大恆星爆炸的殘骸物質，同時，另一支研究小組在該超新星殘骸中發現之前未探測到的幾種分子。

美國弗吉尼亞大學天文學家雷米·英德貝托（Remy Indebetouw）稱，當天文學家勘測到這顆超新星時，他們對超新星爆炸事件如何改變星際空間，以及一顆爆炸恆星熾熱發亮殘骸如何最終冷卻和生成新分子，了解得非常少。

他強調稱，基於阿塔卡瑪大型毫米波望遠鏡陣列的觀測數據，我們發現超新星爆炸時出現的寒冷「恆星灰塵」，揭曉了對原始恆星自身的重要認識，以及超新星爆炸是行星形成的基本構造部分。

SN 1987A形成於II類型超新星爆炸的餘波之中，這是一顆質量大於太陽10倍以上的恆星耗盡燃料，停止向外釋放自身引力產生的內部牽引力。之後這顆恆星外側部分碰撞在內核，產生一個巨大爆炸，能從遙遠的太空區域觀測到。

SN 1987A距離地球163000光年，位於大麥哲倫星雲，自1987年2月其爆炸光線首次抵達地球，科學家採用各種儀器對其進行廣泛研究。這顆超新星釋放大量灰塵流進入太空，形成一個遮蔽層，導致許多望遠鏡無法穿透進行觀測。阿塔卡瑪大型毫米波望遠鏡陣列的射電裝置能夠穿透灰塵遮蔽層，揭曉超新星殘骸深處的內部結構。

在近期一項研究中，科學家繪製了SN 1987A超新星爆炸之後餘波形成大量分子的3D結構，例如：ALMA數據顯示，超新星殘骸心臟區域聚集大量一氧化硅（SiO）和一氧化碳（CO）。

此外，其它研究小組也對SN 1987A殘骸分子進行了研究，他們發現許多分子種類，例如：甲醯氧離子（HCO+）和一氧化硫（SO）。英德貝托說：「此前在年輕超新星爆炸殘骸中從未探測到這些分子，研究人員對甲醯氧離子（HCO+）頗感興趣，因為它的形成需要超新星爆炸物質充分混合過程。」

結合以上觀測能夠呈現SN 1987A的詳細構成成分，以及隨時間推移，超新星殘骸內部的狀況變化。研究人員指出，這些信息將幫助天文學家更好地理解星系進化。

英德貝托說：「當前許多星系的外觀結構很大程度上取決於超新星事件，雖然僅有不足10%的恆星成為超新星，但它們是星系進化的重要因素。」

SN 1987A超新星殘骸3D圖像發表在6月份出版的《天體物理學雜誌快報》，超新星分子構成的詳細報告發表在今年4月份出版的《皇家天文學會月報》上。（葉傾城）

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