天文学家利用多重成像的引力透镜揭开超新星揭开暗物质之谜

天文学家利用多重成像的引力透镜揭开超新星揭开暗物质之谜放大到超新星兹威基：从帕洛玛ZTF相机的一小部分开始，即64个"象限"中的一个，每个象限都包含了数以万计的恒星和星系，放大后我们可以看到分别在智利和夏威夷的较大和较清晰的VLT和凯克望远镜进行的详细探索。在分辨率最高的Keck图像上，可以看到超新星Zwicky的四个几乎相同的"副本"。多重图像的产生是由于一个前景星系造成的空间扭曲，在中心位置也可以看到，大约在超新星爆炸地点和地球之间的一半。资料来源：J.Johansson由斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心的ArielGoobar领导的团队发现了一个不寻常的Ia型超新星，即SNZwicky。Ia型超新星在测量宇宙距离方面发挥了关键作用。它们被用于发现宇宙的加速膨胀，导致了2011年诺贝尔物理学奖的获得。新发现的超新星由于其非凡的亮度和多图像的配置而脱颖而出，这是阿尔伯特-爱因斯坦的广义相对论所预测的一种罕见现象。在特殊情况下，大型天体充当了宇宙放大镜的角色。这些放大镜也创造了在天空中不同位置可见的多条光路。在帕洛玛天文台的兹威基瞬变设施探测到这颗超新星的几周内，研究小组用夏威夷毛纳克亚山顶的W.M.凯克天文台和智利的甚大望远镜的自适应光学仪器观测了SNZwicky。凯克天文台的观测解析了多张图像，证实了不寻常的超新星亮度背后的强透镜假说。美国宇航局的哈勃太空望远镜也观测到了SNZwicky的四张图像。在SNZwicky中观察到的多重成像透镜效应是由一个前景星系施加的引力场作为引力透镜的结果。在特殊情况下，大型天体充当了宇宙放大镜的角色。这些放大镜也创造了在天空中不同位置可见的多条光路。观察多幅图像不仅可以揭示强光超新星的细节，还可以提供一个独特的机会来探索导致光线偏转的前景星系的特性。这可以让天文学家更多地了解星系的内部核心和暗物质。凝聚型超新星也是非常有前途的工具，可以完善描述宇宙膨胀的模型。随着科学家们继续解开宇宙的复杂性，SNZwicky的多重成像透镜的发现为研究引力透镜现象及其对宇宙学的影响提供了新的途径。这是揭开暗物质、暗能量和我们宇宙的最终命运之谜的重要一步。"斯德哥尔摩大学的博士后、该研究的共同作者JoelJohansson说："SNZwicky的极度放大给了我们一个前所未有的机会来研究遥远的Ia型超新星爆炸的特性，当我们用它们来探索暗能量的性质时，我们需要这些特性。该项目的主要研究者、斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心主任ArielGoobar教授对这一重大发现表达了他的热情："SNZwicky的发现不仅展示了现代天文仪器的卓越能力，也代表着我们在寻求了解塑造我们宇宙的基本力量方面迈出了重要一步"。斯德哥尔摩大学物理系奥斯卡-克莱因中心领导发现SNZwicky的团队：从左至右依次为EdvardMörtsell,SteveSchulze,JoelJohansson,AnaSaguésCarracedo,ArielGoobar和NikkiArendse。资料来源：奥斯卡-克莱因中心该团队的研究结果已经发表在《自然-天文学》上，论文的题目是"发现具有放大的标准烛光SNZwicky的引力透镜星系群"。该出版物对SNZwicky进行了全面的分析，包括从世界各地的望远镜收集的成像和光谱数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368109.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368109.htm

天文学家寻找银河系隐藏的超新星残骸

天文学家寻找银河系隐藏的超新星残骸显示超新星遗迹形成过程的动画。新的研究将利用先进的望远镜，并将机器学习与人工观测相结合，希望能将已知超新星遗迹的数量增加一倍。银河系中已发现的超新星遗迹大约有300到400个，但对类似星系的研究表明，银河系中可能存在近1000个超新星遗迹。安德森将利用美国国家科学基金会提供的331170美元资助来缩小这一差距。他相信，在为期三年的研究结束时，他可以把已知超新星遗迹的数量增加一倍。西弗吉尼亚大学研究生蒂莫西-费伯（TimothyFaerber）和洛伦-安德森（LorenAnderson）教授研究超新星遗迹，以进一步了解银河系的特性和动力学。图片来源：西弗吉尼亚大学照片/纳撒尼尔-戈德温挑战与方法识别超新星残余物需要敏感的数据，而且具有挑战性。例如，安德森说超新星残骸经常与数量更多的HII区混淆，HII区是围绕大质量恒星的高密度等离子体云。安德森将与来自马里兰州波托马克的研究生蒂莫西-费伯（TimothyFaerber）合作，利用来自甚大阵列和MeerKAT望远镜的射电波长数据来识别超新星残余候选体，将机器学习软件与传统的"肉眼"扫描相结合。这种方法将使安德森能够发现新的超新星残留物，确认疑似超新星残留物，并将错误识别的残留物从星表中删除。"这项研究非常及时，"西弗吉尼亚大学引力波和宇宙学中心成员、天文学教授安德森说。"来自MeerKAT的最新数据允许对超新星残余物进行迄今为止最灵敏的搜索，而最近的工作已经确定了数百个可能的超新星残余物，这些残余物需要得到确认。我们已经开始对来自MeerKAT望远镜的几平方度的GPS数据进行初步搜索，结果令人难以置信。"洛伦-安德森（LorenAnderson），西弗吉尼亚大学埃伯利文理学院天文学教授。图片来源：西弗吉尼亚大学照片他说，他的方法非常适合在银河系内部拥挤的地方发现超新星残留物，从而增加发现仍未扩散或散布较远的较新残留物的几率。对于研究超新星对星际物质和辐射影响的研究人员来说，这些"年轻、紧凑"的残留物尤其有价值。新发现的意义安德森认为，每一个新确认的残余物都是一次详细研究的机会。例如，它可能使我们有机会对超新星爆炸所产生的物质进行三维重建，或者进一步了解超新星的冲击对银河系中其他物质的影响。他补充说，该项目还标志着一个寻找与脉冲星有关的超新星残余物的机会。脉冲星是恒星在超新星爆炸后留下的超密集旋转核心。尽管脉冲星和超新星残骸都是由超新星爆炸产生的，但它们很少被发现在一起。脉冲星之所以重要，是因为它们高度精确的"脉动"使其成为天文学家的宇宙时钟，包括安德森的西弗吉尼亚大学同事，他们在六月份发现了时空涟漪，成为国际头条新闻，这在很大程度上归功于他们对脉冲星的研究。教育推广安德森的研究小组将与西弗吉尼亚州科学公共推广小组合作，该小组负责培训西弗吉尼亚大学的本科生为K-12年级的学生进行科学、技术、工程和数学方面的介绍，使课堂成为当地正在发生的当前尖端科学的一部分。安德森说，西弗吉尼亚SPOT现有的演示都没有展示超新星，因此他们将开发一个新模块，同时提供射电望远镜的总体概述。演示将结合超新星残余物观测，这些观测数据将从绿岸天文台的望远镜中实时获取，让学生亲身体验天文学。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383719.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383719.htm

天文学家揭示了一颗热核超新星SN 2020eyj爆炸的起源

天文学家揭示了一颗热核超新星SN2020eyj爆炸的起源艺术家对双星系统的印象：一颗紧凑的白矮星从富含氦气的供体伴星中吸积物质，周围是密集的尘埃状的环星物质。正是爆炸的恒星和这个同伴留下的物质的相互作用，产生了强烈的无线电信号，光学光谱中明显的氦线和SN2020eyj的红外辐射。资料来源：AdamMakarenko/W.M.Keck天文台虽然已经确定这次爆炸是一颗致密白矮星以某种方式从伴星吸积了太多物质，但其确切过程和前身的性质尚不清楚。超新星SN2020eyj的新发现证实，伴星是一颗所谓的氦星，它在白矮星爆炸之前失去了大部分物质。斯德哥尔摩大学天文学系博士后、该论文的主要作者埃里克·库尔（ErikKool）解释说：“一旦我们看到了与伴星材料强烈相互作用的特征，我们就试图在无线电发射中检测到它。无线电探测实际上是第一颗Ia型超新星——这是天文学家几十年来一直试图做的事情。”双星系统的艺术想象图，其中一颗致密白矮星从富含氦的供体伴星中吸积物质，周围环绕着致密的尘埃状星周物质。正是爆炸的恒星与该伴星留下的物质的相互作用，在SN2020eyj的光谱中产生了强烈的射电信号和明显的氦线。图片来源：AdamMakarenko/W.M.凯克天文台SN2020eyj是由帕洛玛山上的兹威基瞬变设施相机发现的，并由一些设施进行跟踪，包括拉帕尔马岛的北欧光学望远镜（NOT）、夏威夷的大型凯克望远镜和电子多元素射电联动干涉仪网络（e-Merlin），这是英国的七个射电望远镜的阵列。超新星2020eyj在红外波长下也非常明亮，可与在这些波长下观察到的一些最亮的超新星相媲美。这种亮度被解释为混合在超新星周围材料中的星际尘埃粒子的热发射。无线电、光学和红外线观测结果都与伴星在白矮星爆炸前失去大量质量的情况一致。图尔库大学物理和天文学系的SeppoMattila教授说："这一激动人心的发现使我们对白矮星作为超新星的爆炸有了更好的了解，他是论文的共同作者，在解释红外和无线电观测方面做出了主要贡献。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367107.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367107.htm

天文学家从Ia型超新星探测到前所未见的无线电波

天文学家从Ia型超新星探测到前所未见的无线电波伴星中的富氦物质吸积到白矮星上的图像。在爆炸之前，大量物质从伴星中剥离。研究小组希望弄清发射的强射电波与这种剥离物质之间的关系。资料来源：AdamMakarenko/W.M.凯克天文台孤独的白矮星不会爆炸，因此人们认为来自邻近伴星的质量吸积在引发爆炸中起了作用。吸积的物质是伴星的外层，因此通常主要由氢组成，但人们认为白矮星也有可能从失去外层氢的伴星吸积氦。当白矮星从伴星上剥离物质时，并不是所有的物质都落到了白矮星上；有些物质会在双星系统周围形成环绕星物质云。当白矮星在周星体物质云中爆炸时，预计爆炸产生的冲击波穿过周星体物质会激发原子，使它们发出强烈的无线电波。然而，尽管已经观测到许多Ia型超新星在星周物质云中爆炸，但迄今为止，天文学家还没有观测到与Ia型超新星相关的无线电波辐射。双星系统的艺术印象：一颗紧凑的白矮星从一个富含氦的供体伴星中吸收物质，周围是高密度的尘埃状周星体物质。正是爆炸后的恒星和伴星残留物质的相互作用，才产生了强烈的射电信号，并在SN2020eyj的光学光谱中形成了明显的氦线。资料来源：AdamMakarenko/W.M.凯克天文台一个由斯德哥尔摩大学和日本国家天文台（NAOJ）成员组成的国际研究小组对一颗于2020年爆炸的Ia型超新星进行了详细观测。他们发现，这颗超新星被主要由氦组成的星周物质所包围，并成功探测到了来自超新星的无线电波。将观测到的射电波强度与理论模型进行比较后发现，原初白矮星每年以约为太阳质量1/1000的速度吸积物质。这是第一颗经证实的由伴星质量吸积引发的Ia型超新星，伴星的外层主要由氦组成。这次对富氦Ia型超新星无线电波的观测有望加深我们对Ia型超新星爆炸机制和爆炸前条件的理解。现在，达到团队计划搜寻其他Ia型超新星的射电辐射，以阐明导致爆炸的演化过程。这些结果以Kool等人"Aradio-detectedTypeIasupernovawithhelium-richcircumstellarmaterial"为题发表在《自然》（Nature）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385043.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385043.htm

超新星之后的聚会：哈勃捕捉到飞马座中心的宇宙混乱局面

超新星之后的聚会：哈勃捕捉到飞马座中心的宇宙混乱局面在哈勃太空望远镜拍摄的这张图片中，NGC7292星系横冲直撞，伴随着少数明亮的恒星和背景中极其遥远的星系的模糊污点。它位于距离地球约4400万光年的飞马座。这个略显凌乱的星系是不规则的，这意味着它缺乏像漩涡星系（见下图）那样明显的旋臂，也没有像梅西耶59那样光滑的椭圆形状的星系。不寻常的是，它的核心被拉伸成一个明显的条状，这是许多螺旋星系都有的特征。除了朦胧的形状之外，NGC7292还非常暗淡。因此，天文学家将NGC7292归类为一个低表面亮度的星系，在夜空的背景下几乎无法辨认。这样的星系通常以气体和暗物质为主，而不是以恒星为主。旋涡星系M51（NGC5194）的优雅、蜿蜒的臂膀看起来就像一个横扫太空的宏伟的螺旋楼梯。它们实际上是由恒星和气体组成的长长的车道，上面布满了灰尘。资料来源：NASA、ESA、S.Beckwith（STSCI）和哈勃遗产小组（STSCI/AURA）。天文学家在研究II型超新星的后果的观测活动中，指导哈勃检查NGC7292。这些巨大的爆炸发生在一颗巨大的恒星坍缩，然后在灾难性的爆炸中猛烈反弹，将恒星撕裂。天文学家们希望通过仔细研究历史上大量II型超新星的后果和剩余的附近恒星，来进一步了解他们观察到的II型超新星的多样性。NGC7292的超新星是在1964年观测到的，因此被赋予了SN1964H的标识符。研究SN1964H的附近的恒星有助于天文学家估计发生超新星的初始质量，并且可以发现曾经与成为SN1964H的恒星共享一个系统的幸存的恒星伙伴。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364845.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364845.htm

天文学家通过超级计算机破解超新星的秘密

天文学家通过超级计算机破解超新星的秘密这项研究还能让我们深入了解这些爆炸是如何创造出我们宇宙中的许多元素的。这些研究人员的主要目标是解码这些恒星内部发生的过程。这些知识将使他们能够预测哪些恒星会发生爆炸。这也有助于他们了解哪些恒星会产生中子星和黑洞。这些过程涉及许多复杂的课题，包括中微子物理学和核物理学。这个可视化展示了最先进的超新星爆炸和中子星诞生三维模拟的结果。以三维方式模拟这种天体的全部恒星演化过程，包括对流和辐射物理过程，实属罕见。图中显示的是爆炸后由于中微子冷却和脱ptonization而不断缩小的深内核，它正在成为一颗寒冷、紧凑的中子星。图片来源：ALCF可视化和数据分析团队；普林斯顿大学亚当-伯罗斯和普林斯顿超新星理论小组科学家对这一课题的研究已有60年之久，但计算机无法提供精确的模拟。以前的模型只能模拟一维的爆炸。这些模型的爆炸并不能反映现实生活中的情况。显然，其中缺少了什么。科学家们发现，一维模拟不包括恒星的内部结构。他们还忽略了这些结构中的不稳定性。这些结构和不稳定性的变化取决于恒星的演化过程、自转情况以及其中的重元素。为了弥补这一知识空白，科学家们意识到，他们需要在空间中建立超新星的三维模型。他们还需要将爆炸如何随时间变化和动量变化包括在内。即使是对爆炸前的短短半秒进行建模，模拟仍然非常复杂。从一维到三维，复杂程度增加了一万倍。为了获得这种计算能力，研究人员求助于能源部科学办公室。他们获得了在ALCF超级计算机上运行模型的时间。通过当前的三维模拟，超新星模型现在的行为与超新星在自然界中的行为如出一辙。该模型比以往任何时候都更接近于描述和预测这些爆炸中发生的情况。科学家们还在努力扩大模拟的长度。他们的目标是覆盖事件发生前的四到五秒钟。随着科学家们在能源部超级计算机的帮助下改进他们的模拟，他们将能更好地掌握这些恒星在最后时刻发生了什么。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393291.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393291.htm