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

天文学家刚刚发现了我们银河系中最稀有的白矮星脉冲星

天文学家刚刚发现了我们银河系中最稀有的白矮星脉冲星这颗新发现的白色脉冲星距离地球仅773光年，最近由一群与英国华威大学合作的天文学家和天体物理学家发现。除了让我们再次看到这些罕见的恒星之外，这一发现还有助于突出和证实白矮星的磁场是由内部动力装置产生的。这一过程类似于地球的液态核心如何产生环绕我们星球的磁场，然而，白矮星脉冲星产生的磁场要强大得多。"白矮星的磁场可以比太阳的磁场强100多万倍。"来自华威大学的天体物理学家IngridPelisoli在一份声明中解释说："J1912-4410的发现为这一领域的发展提供了关键的一步。关于这个新发现的研究报告也发表在《自然-天文学》上。目前还没有人对J1912-4410进行解读。传统上，脉冲星是死星，我们更常称之为中子星。然而，这些白色脉冲星实际上是被称为白矮星的死亡恒星的残余物。这里的区别是，中子星通常是大质量恒星的遗留物，其质量是我们太阳的8到30倍。白矮星通常是质量低于或不超过我们太阳8倍的恒星的残余物。因此，它们比你的普通脉冲星要小一些。这个新发现证实了有更多的白矮星脉冲星存在，科学家在发现ARScorpii后已经预测到了这一点。考虑到科学家已经发现了一些有史以来最强大的脉冲星，继续发现关于这些有趣的恒星残余物的更多数据是很有价值的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367137.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367137.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

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

通过引力透镜 天文学家捕捉到奇异的"极度扭曲"超新星

通过引力透镜天文学家捕捉到奇异的"极度扭曲"超新星天文学家捕捉到了一颗超新星"兹威基超新星"，由于引力透镜的作用，这颗超新星出现了多幅图像。这次观测是迄今为止最大规模超新星调查的一部分，有助于了解包括暗能量在内的宇宙现象，也是正在进行的银河系外爆炸编目和研究工作的一部分。(引力透镜超新星的艺术家概念图）。这颗超新星被称为"兹威基超新星"（SNZwicky），最初是由加州理工学院领导的兹威基瞬变设施（ZTF）观测到的，该设施位于圣迭戈附近的帕洛玛天文台。这次观测是目前正在进行的最大规模超新星巡天观测的一部分。这里看到的是SN兹威基的四幅重复图像，是W.M.凯克天文台以尽可能高的分辨率观测到的。周围环境是以较低分辨率观测到的。图片来源：JoelJohansson"有了ZTF，我们就拥有了近乎实时地捕捉超新星并对其进行分类的独特能力。"今天发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）上的这项研究的第一作者、瑞典斯德哥尔摩大学奥斯卡-克莱因中心主任阿里尔-古巴尔（ArielGoobar）说："我们注意到茨维基超新星比它与我们的距离本应更亮，并很快意识到我们看到了一种非常罕见的现象，叫做强引力透镜。这种透镜物体可以帮助我们独特地探测星系内核物质的数量和分布。"正如爱因斯坦在一个多世纪前所预言的那样，来自一个宇宙天体的光线在到达我们的途中遇到一个致密天体，就会发生引力透镜效应。致密天体就像一个透镜，可以弯曲和聚焦光线。根据透镜的密度和透镜与我们之间的距离，这种扭曲效应的强度会有所不同。在强透镜作用下，来自宇宙天体的光线会发生严重扭曲，以至于被放大并分裂成同一图像的多个副本。这部来自奥斯卡-克莱因中心（OskarKleinCentre）的解说影片用水彩插图解释了"兹威基"SN的发现。自爱因斯坦提出引力弯曲理论几年后的1919年起，天文学家就开始观测光的引力弯曲，但超新星的瞬时性使得SNZwicky（又称SN2022qmx）这样的事件很难被发现。事实上，虽然科学家们以前曾多次发现过被称为类星体的遥远天体的透镜重复图像，但只发现过少数几个超新星的透镜重复图像。其中两个案例是在帕洛玛发现的：SNZwicky和ciPTF16geu，它们是由帕洛玛瞬变工厂（iPTF）发现的，iPTF是ZTF的前身。古巴尔说："SN兹威基是用光学望远镜发现的最小的分辨引力透镜系统。iPTF16geu是一个更宽的系统，但放大倍数更大。"这个动画解释了强引力透镜现象。ZTF发现SNZwicky之后，Goobar和他的国际团队动用了一整套天文设备对其进行跟踪研究。夏威夷毛纳凯亚（Maunakea）W.M.凯克天文台（W.M.KeckObservatory）的近红外照相机2（NIRC2）解析了SNZwicky，揭示了超新星的透镜作用足够强，以至于产生了同一天体的多幅图像。加州理工学院光学天文台的天文学家克里斯托弗-弗里姆林（ChristofferFremling）说："那天晚上我正在观测，当我看到SN茨维基的透镜图像时，我绝对惊呆了。我们通过'明亮瞬变巡天'捕捉并分类了成千上万的瞬变体，这使我们有独特的能力发现像SN兹威基这样非常罕见的现象。"超新星、暗能量和宇宙之谜SN兹威基被归类为Ia型超新星。这些即将陨落的恒星在结束生命时，会发出亮度始终如一的光。这种独特的特性在1998年揭示宇宙加速膨胀的过程中发挥了重要作用，而宇宙加速膨胀的原因是一种尚不为人知的现象--暗能量。ZTF安装在帕洛玛天文台的48英寸塞缪尔-奥斯钦望远镜上。资料来源：帕洛玛天文台/加州理工学院"强透镜Ia型超新星可以让我们看到更远的时间，因为它们被放大了。观测更多的Ia型超新星将给我们提供一个前所未有的机会来探索暗能量的本质，"斯德哥尔摩大学博士后、该研究的共同作者乔尔-约翰森（JoelJohansson）说。"建立宇宙膨胀历史模型所需的缺失成分是什么？构成星系绝大部分质量的暗物质是什么？"古巴尔说："随着我们利用ZTF和即将建成的维拉-鲁宾天文台发现更多的'茨维基SN'，我们将拥有另一种工具来揭开宇宙的神秘面纱并找到答案。"迄今为止，ZTF明亮瞬变巡天已经发现了7811个确认的超新星。巡天的主要目标是对仪器能够可靠探测到的所有河外星系爆炸进行编目和分类。由于ZTF能够快速扫描广阔的天空，因此它是目前同类巡天中规模最大、最完整的巡天。全世界的天文学家都在利用"明亮瞬变巡天"来了解宇宙爆炸的种类、常见程度以及它们的亮度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376699.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376699.htm