NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线

NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线2023年对风车星系中的超新星SN2023ixf的观测为研究宇宙射线的产生提供了一个独特的机会，但是NASA的费米望远镜并没有探测到预期的伽马射线，这表明能量转换率比预期的要低得多。资料来源：美国国家航空航天局2023年5月18日，一颗超新星在附近的风车星系（Messier101）爆发，它位于大约2200万光年外的大熊座。这颗超新星被命名为SN2023ixf，是自2008年费米探测器发射以来发现的附近最亮的超新星。意大利里雅斯特大学研究员吉列姆-马蒂-德韦萨说："天体物理学家以前估计，超新星将其总能量的大约10%转化为宇宙射线加速度。但我们从未直接观测到这一过程。通过对SN2023ixf的新观测，我们的计算结果是爆炸后几天内的能量转换率低至1%。这并不排除超新星是宇宙射线工厂的可能性，但这确实意味着我们还有更多关于超新星产生的知识要学习。"这篇论文由马丁-德维萨在奥地利因斯布鲁克大学（UniversityofInnsbruck）期间发表，将刊登在未来出版的《天文学与天体物理学》（AstronomyandAstrophysics）杂志上。即使没有探测到伽马射线，美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也能帮助天文学家了解更多有关宇宙的信息。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心宇宙射线及其起源每天，数以万亿计的宇宙射线与地球大气层发生碰撞。其中大约90%是氢原子核（或质子），其余的是电子或较重元素的原子核。自20世纪初以来，科学家们一直在研究宇宙射线的起源，但这些粒子无法追溯到它们的源头。由于宇宙射线带电，它们在飞往地球的途中会因遇到磁场而改变方向。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白-海斯说："然而，伽马射线会直接射向我们。宇宙射线在与周围环境中的物质相互作用时会产生伽马射线。费米望远镜是轨道上最灵敏的伽马射线望远镜，因此当它没有探测到预期的信号时，科学家必须对这种缺失做出解释。解开这个谜团，就能更准确地了解宇宙射线的起源。"弗雷德-劳伦斯-惠普尔天文台（FredLawrenceWhippleObservatory）的48英寸望远镜在2023年6月捕捉到了这张风车星系（Messier101）的可见光图像。超新星2023ixf的位置被圈了起来。天文台位于亚利桑那州的霍普金斯山上，由哈佛天体物理学中心和史密森尼天文台共同运营。资料来源：平松等人，2023/SebastianGomez(STScI)作为宇宙射线加速器的超新星长期以来，天体物理学家一直怀疑超新星是宇宙射线的主要贡献者。当一颗质量至少是太阳8倍的恒星耗尽燃料时，就会发生这种爆炸。内核坍缩，然后反弹，推动冲击波向外穿过恒星。冲击波加速粒子，产生宇宙射线。当宇宙射线与恒星周围的其他物质和光线碰撞时，就会产生伽马射线。超新星会极大地影响星系的星际环境。它们的爆炸波和不断膨胀的碎片云可能会持续存在5万年以上。2013年，费米测量显示，银河系中的超新星残骸正在加速宇宙射线，当它们撞击星际物质时，会产生伽马射线光。但天文学家说，这些残余物并没有产生足够的高能粒子，无法与科学家在地球上的测量结果相匹配。一种理论认为，超新星可能会在最初爆炸后的几天或几周内加速银河系中能量最高的宇宙射线。但是超新星非常罕见，在银河系这样的星系中，一个世纪才会发生几次。在大约3200万光年的距离内，超新星平均每年只发生一次。从可见光望远镜第一次看到SN2023ixf开始，经过一个月的观测，费米没有探测到伽马射线。挑战与未来研究合著者、法国国家科学研究中心下属蒙彼利埃宇宙与粒子实验室的天体物理学家马蒂厄-雷诺（MatthieuRenaud）说："不幸的是，看不到伽马射线并不意味着没有宇宙射线。我们必须对所有有关加速机制和环境条件的基本假设进行研究，才能将伽马射线的缺失转化为宇宙射线产生的上限。"研究人员提出了几种可能影响费米观测到该事件产生的伽马射线的情况，比如爆炸碎片的分布方式和恒星周围物质的密度。费米的观测首次为研究超新星爆炸后的状况提供了机会。以其他波长对SN2023ixf进行的更多观测、基于这一事件的新模拟和模型，以及未来对其他年轻超新星的研究，都将帮助天文学家找到宇宙宇宙射线的神秘来源。费米是戈达德管理的一个天体物理学和粒子物理学合作项目。费米项目是与美国能源部合作开发的，法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427911.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427911.htm

红巨星超新星揭示了更早的宇宙的秘密

红巨星超新星揭示了更早的宇宙的秘密由明尼苏达大学双城分校的研究人员领导，这项研究最近发表在《自然》杂志上，这是世界上领先的同行评审的多学科科学杂志。该论文的主要作者、明尼苏达大学物理和天文学学院副教授帕特里克-凯利说："这是第一次详细了解宇宙演化过程中更早的时代的超新星。这非常令人兴奋，因为我们可以详细了解宇宙在不到目前年龄的五分之一时的个别恒星，并开始了解许多亿年前存在的恒星是否与附近的恒星不同。"这颗红色超巨星比太阳大约500倍，它的红移值为3，在这个细节上，比其他任何被观察到的超新星都要远约60倍。由明尼苏达大学双城分校领导的一个国际研究小组利用显示恒星爆炸和冷却的演变过程的图像，测量了一颗恒星的大小，可以追溯到110多亿年前。上图显示了Abell370星系团背后的超新星的光线。资料来源：WenleiChen,NASA使用来自哈勃太空望远镜的数据，并利用明尼苏达大学的大型双目望远镜进行后续光谱分析，研究人员能够确定这颗红色超巨星的多个详细图像，因为一种叫做引力透镜的现象，即质量，如星系中的质量，使光线弯曲。这就放大了恒星发出的光线。凯利说："引力透镜就像一个天然的放大镜，将哈勃的力量放大了8倍。在这里，我们看到了三个图像。尽管它们可以在同一时间看到，但它们显示了超新星在不同年龄段的情况，相隔数天。我们看到超新星迅速冷却，这使我们能够基本上重建所发生的事情，研究超新星在最初几天是如何冷却的，只需一组图像。它使我们能够看到一颗超新星的重演。"研究人员将这一发现与2014年凯利的另一个超新星发现相结合，以估计当宇宙是其目前年龄的一小部分时，有多少恒星在爆炸。他们发现，超新星的数量可能比以前认为的多得多。A-D板块（从左上角顺时针方向）显示了超新星的几个不同阶段：超新星消逝后宿主星系的位置，宿主星系和超新星在演化过程中不同阶段的三个图像，演化中的超新星的三个不同面孔，以及冷却中的超新星的不同颜色。资料来源：WenleiChen,NASA"核心坍缩超新星标志着大质量、短寿命恒星的死亡。"该论文的第一作者、明尼苏达大学物理和天文学学院的博士后研究员WenleiChen,说："我们探测到的核心坍缩超新星的数量可以用来了解在宇宙更年轻的时候有多少大质量恒星在星系中形成。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335097.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335097.htm

天体的烟火表演：哈勃捕捉到色彩斑斓的超新星残余物的碎片

天体的烟火表演：哈勃捕捉到色彩斑斓的超新星残余物的碎片这张引人注目的图片是用两个不同的天文调查数据制作的，使用的是哈勃的一个退役仪器：广域行星照相机2（WFPC2）。这个仪器后来被更强大的广域相机3（WFC3）所取代，但在其运行期间，它为尖端科学做出了贡献，并产生了一系列令人惊叹的公共推广图像。两项WFPC2调查中的第一项将DEML190作为一个天然的实验室，研究超新星遗迹和星际介质的相互作用，星际介质是位于恒星之间的气体和灰尘的脆弱混合物。在第二个项目中，天文学家求助于哈勃，以确定软伽马射线中继器的来源，这是一个潜伏在DEML190中的神秘物体，它反复发射高能量的伽马射线爆发。这张哈勃太空望远镜拍摄的超新星遗留物DEML190的图像发表于2003年。类似于夏季烟花表演中的烟雾和火花，这些精致的细丝实际上是来自邻近星系中恒星爆炸的碎片。哈勃的目标是大麦哲伦星系（LMC）中的一颗超新星残骸，这是一个从南半球可以看到的银河系附近的小型伴星系。这个残余物被称为N49，或者DEML190，它来自一颗在超新星爆炸中死亡的大质量恒星，其光线在数千年前就已经到达了地球。这种丝状物质最终将被回收，用于在LMC中建造新一代的恒星。我们自己的太阳和行星是由数十亿年前在银河系爆炸的超新星的类似碎片构成的。资料来源：NASA/ESA和哈勃遗产小组（STSCI/AURA）。这并不是第一张向公众发布的DEML190的图像--之前这颗超新星残骸的哈勃画像于2003年发布（上图）。这张新的图像包含了更多的数据和改进的图像处理技术，使这一壮观的天体烟花表演更加引人注目。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333859.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333859.htm

太空中的绿色怪物：天文学家用韦伯揭开超新星遗迹的隐秘面纱

太空中的绿色怪物：天文学家用韦伯揭开超新星遗迹的隐秘面纱这张图片显示了鲜艳的色彩和复杂的结构，提请人们更仔细地研究。仙后座A是我们银河系中已知的最年轻的大质量恒星爆炸遗留物，为天文学家提供了一个进行恒星取证以了解该恒星死亡的机会。仙后座A（CasA）是一个超新星遗迹，位于仙后座，距离地球约11000光年。它的跨度大约为10光年。这张新图片使用了韦伯的中红外仪器（MIRI）的数据，以新的视角揭示了CasA。在遗迹的外部，特别是在顶部和左侧由于温暖的尘埃的发射而呈现出橙色和红色。这标志着从爆炸的恒星中喷出的物质正在冲撞周围的环星物质。在这个外壳的内部躺着斑驳的亮粉色丝线，上面布满了团块和结点。这代表着来自恒星本身的物质，很可能是由于各种重元素和尘埃的混合发射而发光。恒星物质也可以在腔体内部附近看到较暗的丝状物。一个用绿色表示的环状物延伸到了中央空洞的右侧。它的形状和复杂性是出乎意料的，对科学家来说也是一种挑战。这张图片结合了各种滤镜，红色被分配到25.5微米（F2550W），橙红色到21微米（F2100W），橙色到18微米（F1800W），黄色到12.8微米（F1280W），绿色到11.3微米（F1130W），青色到10微米（F1000W），浅蓝色到7.7微米（F770W），以及蓝色到5.6微米（F560W）。这些数据来自1947年的一般观察者计划。一颗恒星的爆炸是一个戏剧性的事件，但恒星留下的遗迹可能更有戏剧性。美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的一张新的中红外图像提供了一个惊人的例子。它显示了超新星遗迹仙后座A（CasA），从地球的角度看，它是由340年前的一次恒星爆炸产生的。CasA是我们银河系中已知的最年轻的大质量恒星爆炸遗留物，这使得它成为了解此类超新星如何发生的独特机会。仙后座A是一个典型的超新星遗迹，已经被一些地面和天基观测站广泛研究，包括美国宇航局的钱德拉X射线观测站。多波长的观测结果可以结合起来，使科学家对该残余物有一个更全面的了解。这张由韦伯中红外仪器（MIRI）拍摄的仙后座A超新星残余物的图像，显示了罗盘箭头、比例尺和颜色键供参考。北方和东方的罗盘箭头显示了图像在天空中的方向。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上面看），天空中的北和东之间的关系（从下面看）是翻转的。比例尺是以光年为单位的，也就是光在一个地球年内所走的距离。(光走过的距离等于刻度线的长度，需要0.25年)。一个光年相当于大约5.88万亿英里或9.46万亿公里。这张图片中显示的视野大约有10光年宽。这张图片显示了不可见的中红外波长的光，已经转化为可见光的颜色。颜色键显示了收集光线时使用了哪些MIRI滤镜。每个滤镜名称的颜色是用来表示通过该滤镜的红外光的可见光颜色。在新的CasA图像中，红外光被转换为可见光波长，其引人注目的色彩蕴含着大量的科学信息，研究小组刚刚开始对其进行分析。在气泡的外部，特别是在顶部和左侧，由于温暖的尘埃的发射，出现了橙色和红色的物质帘幕。这标志着从爆炸的恒星中喷出的物质正在冲撞周围的星际气体和尘埃。在这个外壳的内部，是斑驳的亮粉色丝状物，上面布满了团块和结点。这代表了来自恒星本身的物质，由于各种重元素的混合，如氧气、氩气和氖气，以及尘埃的排放，这些物质正在闪闪发光。恒星物质也可以在空洞内部附近被看作是较暗的缕空。也许最突出的是，一个用绿色表示的环状物延伸到了中央空洞的右侧。如果你仔细观察，你会发现它上面有一些看起来像迷你气泡的麻点，其形状和复杂性是出乎意料的，而且对理解具有挑战性。在CasA可能帮助回答的科学问题中，有一个是：宇宙尘埃从哪里来？宇宙尘埃从何而来？观测发现，即使是早期宇宙中非常年轻的星系也充斥着大量的灰尘。如果不引用超新星，就很难解释这些尘埃的来源，因为超新星会在太空中喷出大量的重元素（尘埃的组成成分）。然而，现有的对超新星的观测一直无法最终解释我们在那些早期星系中看到的尘埃数量。通过用韦伯研究CasA，天文学家希望能更好地了解它的尘埃含量，这可以帮助我们了解行星和我们自己的构成元素是在哪里产生的。像形成CasA的那个超新星对于我们所知的生命来说是至关重要的。它们将我们骨骼中的钙和血液中的铁等元素传播到星际空间，为新一代的恒星和行星播种。CasA残余物跨度约为10光年，位于11,000光年外的仙后座。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353689.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353689.htm

飞向恒星：NASA INFUSE 探测器探寻炙热超新星的秘密

飞向恒星：NASAINFUSE探测器探寻炙热超新星的秘密这幅由美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的图像显示了面纱星云或天鹅座环状星云的一部分。为了生成这张色彩斑斓的图像，哈勃的宽视场照相机3仪器使用了五种不同的滤光片进行了观测。新的后期处理方法进一步增强了双电离氧（此处显示为蓝色）、电离氢和电离氮（此处显示为红色）的发射细节。图片来源：欧空局/哈勃和美国国家航空航天局，Z.Levay天鹅座环线：天体现象每年有几个月的时间，天鹅座（拉丁语，意为"天鹅"）会在北半球的夜空中盘旋。就在它的翅膀上方，有一个后院天文学家和专业科学家都喜欢的目标：天鹅座环状星云，也被称为面纱星云。这张图片展示了夜空中的天鹅座（拉丁语中意为"天鹅"）。天鹅座环状超新星遗迹，也被称为面纱星云，位于天鹅的一个翅膀附近，这里用一个矩形框勾勒出来。资料来源：美国宇航局天鹅座环状星云是一颗恒星的残余物，这颗恒星的大小曾经是太阳的20倍。大约两万年前，这颗恒星在自身引力的作用下坍塌，爆发成一颗超新星。据天文学家估计，即使在2600光年之外，闪光的亮度也足以在白天从地球上看到。超新星：银河建筑师超新星是伟大生命周期的一部分。它们将恒星内核中形成的重金属喷射到周围的尘埃和气体云中。它们是宇宙中所有比铁重的化学元素的来源，包括构成我们身体的元素。来自超新星的气体和尘埃逐渐聚集在一起，形成行星、恒星和新的恒星系统。科罗拉多大学博尔德分校的研究教授、INFUSE任务的首席研究员布赖恩-弗莱明（BrianFleming）说："像产生天鹅座环这样的超新星对星系的形成有着巨大的影响。"了解超新星动力学天鹅座环带提供了一个罕见的观察超新星爆炸的机会。这个巨大的云团直径已经超过120光年，如今仍在以每小时约93万英里（约每小时150万公里）的速度膨胀。望远镜从天鹅座环带捕捉到的并不是超新星爆炸本身。相反，我们看到的是被冲击锋过热的尘埃和气体，它们在冷却后会发光。弗莱明说："INFUSE将通过捕捉冲击波撞击漂浮在银河系周围的冷气体袋时发出的光，观测超新星是如何向银河系倾泻能量的。"创新仪器：INFUSE为了看到冲击波的边缘，弗莱明和他的团队开发了一种测量远紫外光的望远镜--这种光能量太高，我们的眼睛无法看到。这种光揭示了温度在9万到54万华氏度（约5万到30万摄氏度）之间的气体，它们在撞击后仍在咝咝作响。INFUSE是一个整体场光谱仪，是第一台飞往太空的同类仪器。该仪器结合了两种光研究方法的优势：成像和光谱学。一般的天文望远镜都有照相机，它们擅长拍摄图像--显示光线的来源，忠实地揭示光线的空间分布。但望远镜并不能将光分成不同的波长或"颜色"--相反，所有不同波长的光都会在生成的图像中相互重叠。另一方面，分光镜将一束光分成不同的波长或光谱，就像棱镜将光分成彩虹一样。这一过程可以揭示光源的成分、温度和移动方式等各种信息。但是，光谱仪一次只能观察到一束光。这就像通过一个狭窄的钥匙孔观察夜空。博士生艾米丽-威特（EmilyWitt）在将精致的图像切片机（INFUSE的核心光学技术）集成到有效载荷之前，将其安装到CU-LASP无尘室的支架上。图片来源：CUBoulderLASP/BrianFlemingINFUSE仪器捕捉图像，然后将其"切片"，将切片排成一个巨大的"钥匙孔"。然后，光谱仪可以将每个切片分散成光谱。这些数据可以重新组合成三维图像，科学家称之为"数据立方体"--就像一叠图像，每一层都显示了特定波长的光。影响和未来展望利用INFUSE的数据，弗莱明和他的团队不仅能识别特定元素及其温度，还能看到这些不同元素在冲击前沿的位置。同样就读于科罗拉多大学博尔德分校的首席研究生艾米莉-威特（EmilyWitt）说："这是一个非常令人兴奋的项目，我们将参与其中。通过这些首创的测量，我们将更好地了解这些来自超新星的元素是如何与周围环境混合的。这是朝着了解来自超新星的物质如何成为像地球这样的行星甚至像我们这样的人类的一部分迈出的一大步。"为了进入太空，INFUSE有效载荷将搭载一枚探空火箭。这些灵活、无船员的火箭发射到太空中进行几分钟的数据收集，然后再落回地面。INFUSE有效载荷将搭载一枚两级BlackBrant9探空火箭，目标飞行高度最高约为150英里（240公里），它将在那里进行观测，然后跳伞返回地面进行回收。研究小组希望对仪器进行升级，然后再次发射。事实上，INFUSE火箭的部分部件本身就是从2022年从澳大利亚发射的DEUCE任务中重新利用的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393095.htm

一颗超新星曾经在我们不远处爆炸 那太阳系是如何幸存下来的？

一颗超新星曾经在我们不远处爆炸那太阳系是如何幸存下来的？小行星和彗星基本上可以被看成是太阳系诞生时留下的碎屑，它们可能包含一些我们在其他地方找不到的早期有趣的线索，科学家们敲碎了到达地球表面的陨石，发现了保存着太阳年轻时期喧嚣记录的蓝色晶体、来自失落已久的巨型行星的钻石、古代“海洋世界”的碎片，甚至是早于太阳诞生的产物。陨石中最有趣的发现之一是铝26浓度特别高，铝26是一种放射性金属。对它们如何到达那里的最好解释是附近的超新星，当一颗大质量恒星死亡时会发生爆炸。然而，一颗有能力注入如此数量放射性同位素的超新星也会产生足够强大的冲击波，在年轻的太阳系有机会站稳脚跟之前将其彻底炸毁。这显然没有发生，因为我们今天还在太阳系里生活，那么，蓬勃发展的太阳系是如何在如此猛烈的攻击中幸存下来的呢？日本国家天文台（NAOJ）的研究人员提出了一种新的解释。艺术家对超新星在年轻太阳附近的“细丝中心”爆炸的印象（插图），其自身的分子细丝云保护其免受爆炸影响/NAOJ这一切都取决于恒星的形成方式。当巨大的分子云区域变得足够密集时，分子云在自身重力作用下塌陷并开始形成恒星。人们发现这些云伸展成长丝，在这些细丝成了庇护所，并发展出像太阳这样的相对较小的恒星，而更大的恒星-有可能变成超新星的恒星则恰会多条细丝相遇的十字路口形成。我们的太阳有可能就是这种情况，一颗恒星在附近的细丝中心爆炸，正在形成的太阳系就会被它诞生的分子云细丝所遮蔽。研究小组计算出，超新星大约需要30万年才能完成爆炸，爆炸波会破坏这种细丝结构，并摧毁我们未来的家园。值得庆幸的是，这一轮爆炸并没有将这种能量维持那么久。然而，分子云细丝仍然会捕获放射性同位素并将它们输送到太阳系中，这就是为什么它们的痕迹今天在陨石中仍然可见。研究人员表示，可以在当前正在形成恒星的宇宙其他区域观察到该模型的作用。该研究发表在《天体物理学杂志快报》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369147.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369147.htm