哈勃望远镜重新审视持续40年仍然异常炙热的新星HM Sagittae

哈勃望远镜重新审视持续40年仍然异常炙热的新星HMSagittae这幅艺术家的概念图展示的是人马座新星系统(HMSge),在这个系统中,一颗白矮星正在从它的红巨星伴星中吸取物质。这就在白矮星周围形成了一个炽热的圆盘,当来自红巨星的氢气密度越来越大并达到临界点时,这个圆盘就会发生不可预知的自发热核爆炸。这些伴星之间的焰火对天文学家来说非常有趣,因为它们能让他们深入了解双星系统中恒星演化的物理和动力学。资料来源:NASA、ESA、LeahHustak(STScI)哈勃太空望远镜拍摄的共生恒星MiraHMSge的图像。它位于3400光年外的人马座,由一颗红巨星和一颗白矮星伴星组成。这两颗恒星距离太近,哈勃无法分辨。从红巨星上渗出的物质落在白矮星上,使它变得异常明亮。这个星系在1975年首次爆发出新星。红色星云是恒星风的证据。星云直径约为四分之一光年。资料来源:NASA、ESA、RaviSankrit(STSCI)、StevenGoldman(STSCI)、JosephDePasquale(STSCI)天文学家利用美国宇航局哈勃太空望远镜和退役的SOFIA(红外天文平流层观测站)提供的新数据以及其他任务提供的档案数据,重新审视了银河系中最奇特的双星系统之一--在它作为一颗明亮而长寿的新星出现40年之后。新星是指亮度突然大增的恒星,通常在几个月或几年后就会逐渐消失,恢复到原来的暗淡状态。1975年4月至9月间,双星系统HMSagittae(HMSge)的亮度增加了250倍。更不寻常的是,它并没有像通常的新星那样迅速消退,而是几十年来一直保持着高亮度。最近的观测结果表明,该系统的温度有所升高,但矛盾的是,它的光度却在一点点减弱。HMSge是一种特殊的共生恒星,其中一颗白矮星和一颗臃肿的、产生尘埃的巨型伴星处于相互围绕的偏心轨道上,白矮星吸收从巨型恒星流出的气体。这些气体在白矮星周围形成一个炽热的圆盘,随着从巨星流入的氢气在白矮星表面的密度不断增加,直至达到临界点,白矮星可能会发生不可预知的自发热核爆炸。这些伴星之间的焰火让天文学家着迷,因为它们能让他们深入了解双星系统中恒星演化的物理和动力学。巴尔的摩太空望远镜科学研究所(STScI)的拉维-桑克里特(RaviSankrit)说:"1975年,HMSge从一颗不起眼的恒星变成了该领域所有天文学家都在关注的恒星,而在某个时刻,这股热潮减缓了。2021年,STScI的StevenGoldman、Sankrit和合作者利用哈勃望远镜和SOFIA上的仪器,在从红外线到紫外线(UV)的光波长范围内,观察HMSge在过去30年中发生了哪些变化。"来自哈勃的2021紫外线数据显示了一条强烈的高度电离镁发射线,这在早先公布的1990年光谱中是没有的。它的出现表明白矮星和吸积盘的估计温度从1989年的不到40万华氏度上升到了现在的超过45万华氏度。高度电离的镁线是紫外光谱中看到的众多镁线之一,综合分析这些镁线将揭示该系统的能量学,以及它在过去三十年中的变化情况。SOFIA在试飞中打开望远镜舱门,翱翔在白雪皑皑的内华达山脉上空。SOFIA是一架经过改装的波音747SP飞机。SOFIA于2014年实现了全面运行能力,并于2022年9月29日完成了最后一次科学飞行。图片来源:NASA/JimRoss研究小组利用将于2022年退役的美国宇航局飞行望远镜SOFIA提供的数据,探测到了该系统内部和周围流动的水、气体和尘埃。红外光谱数据显示,这颗产生大量尘埃的巨星在爆炸发生后的短短几年内就恢复了正常状态,但近年来它的光线也变得暗淡了,这是另一个有待解释的谜团。通过SOFIA,天文学家能够看到水以每秒约18英里的速度流动,他们怀疑这就是白矮星周围咝咝作响的吸积盘的速度。目前,连接巨星和白矮星的气体桥必须横跨大约20亿英里。研究小组还一直与美国变星观测者协会(AAVSO)合作,与来自世界各地的业余天文学家合作,帮助他们用望远镜观测HMSge;他们的持续监测揭示了自40年前HMSge爆发以来从未见过的变化。哈勃太空望远镜拍摄的共生恒星MiraHMSge的图像,带有罗盘和刻度条。它位于射手座3400光年之外,由一颗红巨星和一颗白矮星伴星组成。这两颗恒星距离太近,哈勃无法分辨。从红巨星上渗出的物质落在白矮星上,使它变得异常明亮。这个星系在1975年首次爆发出新星。红色星云是恒星风的证据。星云直径约为四分之一光年。资料来源:NASA、ESA、RaviSankrit(STScI)、StevenGoldman(STScI)"像HMSge这样的共生恒星在我们的银河系中非常罕见,而目睹类似新星的爆炸则更为罕见。这个独特的事件是天体物理学家几十年来的财富,"戈德曼说。研究小组的初步研究成果发表在《天体物理学报》上,桑克里特将在威斯康星州麦迪逊市举行的美国天文学会第244次会议上介绍以紫外光谱为重点的研究成果。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434606.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434606.htm

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即将爆发的北冕座新星不用望远镜也能看到 一生只有一次机会

即将爆发的北冕座新星不用望远镜也能看到一生只有一次机会新星是一种白矮星,是激变变星的一类,其吸积在表面的氢发生剧烈爆炸。它们原本都很暗,难以被发现,突然爆发增亮,被认为是新产生的恒星,因此而得名。预计在2024年2月至9月期间,由于新星爆发,3000光年外的一个名为TCoronaeBorealis的恒星系统将变得肉眼可见。这一罕见事件大约每80年发生一次,它将使这颗恒星的亮度从+10等升至+2等,使其亮度与北极星相当。这一现象是双星系统(包括一颗白矮星和一颗红巨星)内部热核反应的结果,对于观天者来说,这是一次见证千载难逢的天体事件的独特机会。图片来源:NASA/概念图像实验室/戈达德太空飞行中心该恒星系统的亮度通常为+10等,用肉眼根本无法看到,但在活动期间,它的亮度将跃升至+2等。这将与北极星的亮度相近。在这个新星动画中,一颗红巨星和白矮星绕着对方运行。红巨星是一个红色、橙色和白色相间的大球体,面向白矮星的一面颜色最浅。白矮星隐藏在白色和黄色的亮光中,这代表恒星周围的吸积盘。一股物质流从红巨星流向白矮星,显示为红色的扩散云。动画开始时,红巨星位于屏幕右侧,与白矮星共轨。当红巨星移动到白矮星后面时,白矮星上的新星爆炸点燃,白光充满整个屏幕。光线褪去后,新星喷出的物质球呈现出淡橙色。物质雾散开后,仍有一个小白点,表明白矮星在爆炸中幸存了下来。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心一旦它的亮度达到顶峰,在它再次变暗之前,肉眼应该还能看到几天,用双筒望远镜也能看到一周多一点,下一次看到要等80年。当我们等待新星出现时,请熟悉一下北冕座,即北冕座——牧夫座和武仙座附近的一个小半圆弧。这就是爆发将作为一颗“新”明亮恒星出现的地方。使用天象仪软件创建的概念图像,显示如何在天空中找到武仙座和他强大的球状星团。夏季日落后抬头寻找武仙座,扫描织女星和牧夫座的大角星之间,附近就是北冕座。找到恒星后,使用双筒望远镜或望远镜寻找球状星团M13和M92。这颗反复出现的新星是银河系中仅有的五颗新星之一。出现这种情况的原因是,TCrB是一个由白矮星和红巨星组成的双星系统。这两颗恒星距离很近,当红巨星因温度和压力不断升高而变得不稳定,并开始喷射出外层物质时,白矮星就会把这些物质收集到它的表面。白矮星的浅层致密大气最终会加热到足以引起失控的热核反应--这就产生了我们在地球上看到的新星。这幅插图描绘的是一颗红巨星,就像参宿四那样。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/ChrisSmith(KBRwyle)当一颗质量小于太阳八倍的主序星内核中的氢耗尽时,它就会开始坍缩,因为核聚变产生的能量是对抗引力将物质拉到一起的趋势的唯一力量。但挤压内核也会提高温度和压力,以至于氦开始聚变成碳,这也会释放能量。氢聚变开始向恒星外层移动,导致外层膨胀。结果就是一颗红巨星,它看起来更像橙色而不是红色。最终,这颗红巨星变得不稳定,开始脉动,周期性地膨胀并喷射出部分大气。最终,它的所有外层都会被吹走,形成一个不断膨胀的尘埃和气体云,称为行星状星云。太阳将在大约50亿年后变成红巨星。在这幅插图中,一颗小行星(左下)在LSPMJ0207+3331的强大引力作用下碎裂开来,LSPMJ0207+3331是已知最古老、最寒冷的白矮星,周围环绕着一圈尘土飞扬的碎片。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/斯科特-维辛格(ScottWiessinger红巨星褪去所有大气层后,只剩下核心。科学家称这种恒星残骸为白矮星。白矮星通常有地球大小,但质量要大几十万倍。它的一茶匙物质比一辆皮卡车还重。白矮星自身不会产生新的热量,所以它会在数十亿年中逐渐冷却。白矮星虽然名为白矮星,但它能发出从蓝白色到红色的可见光。科学家们有时会发现,白矮星周围有尘封的物质盘、碎片甚至行星--这些都是原始恒星在红巨星阶段留下的。大约100亿年后,太阳在经历了红巨星阶段后,将变成白矮星。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421695.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1421695.htm

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哈勃望远镜带来对UGC 11860星系的超新星发现

哈勃望远镜带来对UGC11860星系的超新星发现在这张NASA/ESA哈勃太空望远镜拍摄的照片中,螺旋星系UGC11860似乎在背景星系的衬托下静静地漂浮着。UGC11860位于大约1.84亿光年外的飞马座,它平静的外表是骗人的;这个星系最近发生了一次令人难以想象的高能恒星爆炸。哈勃太空望远镜拍摄的飞马座约1.84亿光年外的螺旋星系UGC11860的图像,该星系最近在2014年发生了一次由机器人望远镜探测到的高能超新星爆炸。图片来源:ESA/哈勃和NASA,A.Filippenko,J.D.Lyman2014年,UGC11860星系发生了一次超新星爆炸--一颗大质量恒星以灾难性的剧烈方式结束了自己的生命--这是由一台专门搜寻瞬态天文现象的机器人望远镜探测到的。两个不同的天文学家小组利用哈勃的宽视场相机3搜索了这一巨大宇宙爆炸的余波,并揭开了其挥之不去的残余物。其中一个小组对UGC11860进行了探索,以进一步了解最终在超新星中灭亡的原恒星系统。超新星爆炸期间的巨大能量过程主要负责形成元素周期表上介于硅和镍之间的元素。这意味着了解原恒星系统的质量和组成的影响对于解释地球上的许多化学元素是如何起源的至关重要。另一组天文学家利用哈勃望远镜跟踪机器人望远镜探测到的超新星。这些自动的天空之眼在没有人类干预的情况下运行,并捕捉夜空中的瞬时事件。机器人望远镜使天文学家能够探测到从意想不到的小行星到罕见的、不可预知的超新星等各种天体,并且能够识别出有趣的天体,这些天体随后可以由强大的望远镜(如哈勃望远镜)进行更详细的研究。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370307.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1370307.htm

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哈勃望远镜团队发布壮观的小哑铃星云景象 庆祝航天器在轨34周年

哈勃望远镜团队发布壮观的小哑铃星云景象庆祝航天器在轨34周年天文学家通过拍摄3400光年外的小哑铃星云图像来庆祝哈勃太空望远镜诞生34周年。哈勃已经进行了160万次观测,研究人员借此发表了44000多篇科学论文。詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)对哈勃望远镜的研究成果进行了补充,继续拓展我们对宇宙的认识。图片来源:NASA、ESA、STScI、A.Pagan(STScI)一颗红巨星在燃烧殆尽之前,会喷射出一个气体和尘埃环。这个环可能是由一颗双星伴星的作用形成的。这些脱落的物质沿着伴星轨道的平面形成了一个厚厚的尘埃和气体盘。哈勃图像中看不到这颗假想伴星,因此它可能后来被中心恒星吞没了。这个圆盘就是恒星吞食的证据。专业天文学家在1891年首次拍摄到了它的光谱,结果表明它是一个星云,而不是星系或星团。他们认为M76可能类似于甜甜圈状的环状星云(M57),而不是从侧面看到的。三十多年来,NASA/ESA哈勃太空望远镜彻底改变了现代天文学,不仅造福了天文学家,也带领公众踏上了奇妙的探索和发现之旅。哈勃每年都会抽出一小部分宝贵的观测时间来拍摄特别的周年纪念图像,展示特别美丽和有意义的天体。哈勃发射34周年纪念以小哑铃星云的快照来庆祝。图片来源:NASA,ESA,STScI,A.Pagan(STScI),N.Bartmann(ESA/Hubble)M76被归类为行星状星云,它是由一颗垂死的红巨星喷射出的发光气体组成的不断膨胀的外壳。这颗恒星最终坍缩成一颗密度超高、温度超高的白矮星。行星状星云与行星无关,但之所以叫行星状星云,是因为1700年代使用低倍望远镜的天文学家认为这种天体类似行星。M76由一个环形结构和两个位于环形结构两端的裂片组成。在恒星燃烧殆尽之前,它喷射出了由气体和尘埃组成的环。这个环可能是由曾经有一颗双星伴星的恒星的影响而形成的。这些脱落的物质沿着伴星轨道的平面形成了一个厚厚的尘埃和气体盘。哈勃图像中看不到这颗假想伴星,因此它可能后来被中心恒星吞没了。这个圆盘将成为恒星"吃人"的法医证据。在哈勃望远镜诞生34周年之际,它拍摄到了小哑铃星云,展示了哈勃望远镜在宇宙发现和天文研究中的持续作用。图片来源:NASA、ESA、STScI、A.Pagan(STScI)主恒星正在坍缩,形成一颗白矮星。它是已知最热的恒星残骸之一,温度高达炙热的12万摄氏度,是太阳表面温度的24倍。炙热的白矮星可以被看作星云中心的一个针尖。在它下方的投影中可以看到一颗恒星,但它并不是星云的一部分。在圆盘的挤压下,两片热气从"带"的顶部和底部沿着恒星的旋转轴(垂直于圆盘)逸出。它们被来自垂死恒星的飓风般的物质外流推动着,以每小时200万英里的速度在太空中撕裂。这个速度足以在七分多钟内从地球飞到月球!这股汹涌澎湃的"恒星风"正在撞击恒星早期喷出的温度较低、流动速度较慢的气体,当时恒星还是一颗红巨星。来自这颗超高温恒星的猛烈紫外线辐射使气体发光。红色来自氮气,蓝色来自氧气。鉴于我们的太阳系已有46亿年的历史,按照宇宙学的计时方法,整个星云不过是昙花一现。它将在大约1.5万年后消失。自1990年发射以来,哈勃已对53,000多个天体进行了160万次观测。迄今为止,位于马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所的米库尔斯基太空望远镜档案馆保存了184TB经过处理的数据,可供世界各地的天文学家用于科学研究和分析。公共数据的欧洲镜像存放在欧空局欧洲空间天文学中心(ESAC)的欧洲哈勃空间望远镜(eHST)科学档案中。自1990年以来,天文学家们根据哈勃观测结果发表了44,000篇科学论文。这包括2023年发表的创纪录的1056篇论文,其中409篇由欧空局成员国的作者领导。哈勃望远镜的使用需求量非常大,目前已经超额认购了六倍。在过去一年的科学运行中,利用哈勃取得的新发现包括在迄今为止最小的系外行星的大气层中发现了水,发现了远离任何宿主星系的奇异宇宙爆炸,跟踪了土星环上的辐条,以及发现了迄今为止所见最遥远、最强大的快速射电暴的意外归宿。哈勃对小行星Dimorphos(2022年9月美国国家航空航天局航天器为改变其轨道而故意碰撞的目标)的研究继续进行,探测到了撞击释放的巨石。这段视频将带领观众领略传奇的NASA/ESA哈勃太空望远镜发射34周年的影像:小哑铃星云(又称Messier76、M76或NGC650/651)。这个天体位于3400光年之外的英仙座北圆极星座。这个出镜率极高的星云是业余天文爱好者最喜欢的目标。资料来源:NASA,ESA,STScI,A.Pagan(STScI),鸣谢:D.Crowson,A.Fujii,DigitizedSkySurvey哈勃还不断提供壮观的天体目标图像,包括螺旋星系、球状星团和恒星形成星云。一颗新形成的恒星是宇宙灯光秀的源头。哈勃图像还与美国宇航局/欧空局/中科院詹姆斯-韦伯太空望远镜的红外观测相结合,形成了有史以来最全面的宇宙景观之一--星系团MACS0416的图像。哈勃的大多数发现都是在发射前没有预料到的,例如超大质量黑洞、系外行星大气层、暗物质引力透镜、暗能量的存在以及恒星间行星形成的丰富性。哈勃将继续在这些领域进行研究,并利用其独特的紫外光能力来研究太阳系现象、超新星爆发、系外行星大气层的构成以及星系的动态辐射等问题。哈勃的研究将继续受益于其对太阳系天体、变星现象和其他奇异的宇宙天体物理学的长期观测。詹姆斯-韦伯太空望远镜的性能特点旨在成为哈勃望远镜的独特补充,而不是替代品。未来的哈勃研究还将利用与韦伯望远镜协同的机会,因为韦伯望远镜是用红外光观测宇宙的。两台太空望远镜的波长覆盖范围互补,共同拓展了原恒星盘、系外行星构成、异常超新星、星系核心和遥远宇宙化学等领域的突破性研究。哈勃太空望远镜已经运行了三十多年,并不断取得突破性的发现,这些发现形成了我们对宇宙的基本认识。哈勃望远镜是美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)之间的一个国际合作项目。美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜和任务运行。位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德-马丁航天公司也为戈达德的任务运行提供支持。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所由天文学研究大学协会运营,为美国国家航空航天局进行哈勃的科学运营。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428618.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428618.htm

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哈勃望远镜探索“超新星工厂”UGC 9684:隔几年就能生产一个太阳

哈勃望远镜探索“超新星工厂”UGC9684:隔几年就能生产一个太阳这幅哈勃太空望远镜拍摄的螺旋星系UGC9684位于灶神座,呈现出中央条带和周围光环等特征。它因2020年的一颗超新星而突出,并以其频繁的超新星事件和活跃的恒星形成而闻名,成为天文学家关注的焦点。图片来源:ESA/哈勃和NASA,C.Kilpatrick这张图片展示了几个经典的星系特征,包括星系中心的透明条和环绕星系圆盘的光环,令人印象深刻。这张哈勃图像是对II型超新星宿主星系的研究成果。这些大灾变恒星爆炸发生在整个宇宙中,引起了天文学家的极大兴趣,因此自动巡天仪会扫描夜空,试图捕捉到它们的踪迹。让哈勃注意到UGC9684的超新星发生在2020年。在这张拍摄于2023年的照片中,它已经从视野中消失了。值得注意的是,2020年在这个星系中发现的超新星并不是唯一的一颗--自2006年以来,在UGC9684星系中已经发现了四颗类似超新星的事件,使它成为最活跃的超新星生成星系。事实证明,UGC9684是一个相当活跃的恒星形成星系,根据计算,它每隔几年就会产生一个太阳质量的恒星。这种恒星形成水平使UGC9684成为名副其实的超新星工厂,也是希望研究这些特殊事件的天文学家需要关注的星系。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429818.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429818.htm

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“圣诞树星系团”:韦伯望远镜和哈勃望远镜联合观测的炫目杰作

“圣诞树星系团”:韦伯望远镜和哈勃望远镜联合观测的炫目杰作MACS0416的全色视图,这是一个距离地球约43亿光年的星系团。这幅图像是通过将美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的红外观测数据与美国宇航局哈勃太空望远镜的可见光数据相结合而生成的。由此产生的蓝色和红色棱镜全景图为星系的距离提供了线索。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、JoseM.Diego(IFCA)、JordanC.J.D'Silva(UWA)、AntonM.Koekemoer(STScI)、JakeSummers(ASU)、RogierWindhorst(ASU)、HaojingYan(密苏里大学)包括德克萨斯农工大学天文学家王立凡博士在内的研究小组将这幅新图像命名为"圣诞树星系团",它结合了哈勃望远镜的可见光和韦伯望远镜探测到的红外光,展示了距离地球约43亿光年的星系团MACS0416。由于该星系团能够通过一种被称为引力透镜的现象放大来自更遥远背景星系的光线,因此研究人员能够识别出放大的超新星,甚至是放大倍数非常高的单个恒星。密苏里大学天文学家阎昊晶博士(HaojingYan)说:"我们称MACS0416为圣诞树星系团,既因为它色彩斑斓,也因为我们在其中发现了这些闪烁的灯光。"这篇论文由王立凡合著,已被接受发表在《天体物理学杂志》上。自2006年以来,王立凡一直是德克萨斯农机大学物理和天文学系以及乔治-P.和辛西娅-伍兹-米切尔基础物理和天文学研究所(GeorgeP.andCynthiaWoodsMitchellInstituteforFundamentalPhysicsandAstronomy)的成员,他是一个时域天文学团队的成员,该团队正在利用JWST发现宇宙中最早的超新星,其中最古老的记录可以追溯到宇宙诞生30多亿年的时候。这个国际合作小组被称为"用于重离子化和透镜科学的主要河外星系区域"(PEARLS),由亚利桑那州立大学天文学家罗吉尔-温德霍斯特(RogierWindhorst)博士领导。该团队的方法之一是利用韦伯望远镜无与伦比的观测能力来搜寻观测亮度随时间变化的天体,即所谓的瞬变天体。在JWST发射前发表的2017年白皮书中,王和他的合著者预测,这台望远镜将利用其强大的主成像仪--近红外相机(NIRCam)--在一次拍摄中发现几个这样的瞬变天体。他们引用MACS0416图像及其包含的14个瞬变天体作为佐证,并指出这些发现超出了研究小组的预测。"JWST正在宇宙中发现大量的瞬变天体,主要是超新星,"王说。"它不仅发现了超新星,还发现了遥远星系中被附近前景星系引力场放大的恒星。"这些发现是通过对星系团MACS0416方向的天空区域进行反复观测而获得的。北黄道极(NEP)是JWST能够全年持续指向并获取数据的区域,是未来获取时域观测数据的理想地点。前所未有的灵敏度使得一些超新星,比如白矮星爆炸产生的超新星能够在整个宇宙中被探测到,甚至可以追溯到宇宙刚刚开始形成第一批恒星的时代。"天文学有两个基本问题:第一批恒星是如何形成的,以及驱动宇宙膨胀的力量的性质是什么JWST能够发现的瞬变现象将为解决这些问题提供所需的数据。这些发现表明,JWST是研究宇宙黎明期微弱瞬变的最强大工具,宇宙黎明期是指宇宙从没有恒星的黑暗时代走到今天的时代。它观测到的超新星可以探究第一批恒星的诞生过程,以及宇宙膨胀到宇宙年龄不足10亿年的过程。"其中一些超新星很可能是低质量恒星死亡后演变成白矮星,并通过热核爆炸爆发出来的。通过透镜恒星可以研究遥远宇宙中的单个恒星。这些早期恒星也可能是质量非常大的恒星,它们通过所谓的成对生产不稳定过程产生极其明亮的瞬态。"我们预计,这些'常规可发现'的瞬变将在解决宇宙黑暗时代的结束和暗宇宙膨胀的物理学问题方面具有巨大的潜力,"王说。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399773.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1399773.htm

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韦伯望远镜让早期宇宙中的已发现超新星数量增加10倍

韦伯望远镜让早期宇宙中的已发现超新星数量增加10倍韦伯望远镜非常适合用来识别极其遥远的超新星,因为存在一种叫做宇宙学红移的现象,在这种现象中,穿越宇宙的光线会被拉伸到更长的波长。来自远古超新星的可见光被拉伸得如此之长,以至于最终出现在红外线中。韦伯望远镜的仪器可以看到红外光,因此非常适合寻找这些遥远的超新星。一个研究小组利用韦伯早期宇宙深度探测的数据,发现了比以前已知的多10倍的远古超新星。这项研究是利用韦伯望远镜对远古超新星进行更广泛探测的第一步。JADES深度场使用的是NASA詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)的观测数据,这是JADES(JWST高级河外星系深度巡天)计划的一部分。一个研究JADES数据的天文学家小组发现了大约80个亮度随时间变化的天体(绿色圈内)。这些被称为瞬变天体的天体大多是恒星或超新星爆炸的结果。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、JADES合作组织美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)深入窥探宇宙,为科学家们首次提供了宇宙早期超新星的详细资料。一个使用韦伯数据的研究小组发现,早期宇宙中的超新星比之前已知的多10倍。其中一些新发现的爆炸恒星是同类恒星中最遥远的例子,包括那些用来测量宇宙膨胀率的恒星。"韦伯望远镜是一台发现超新星的机器,"图森市亚利桑那大学斯图尔特天文台的三年级研究生克里斯塔-德库西(ChristaDeCoursey)说。"探测到的超新星数量之多,加上这些超新星的距离之远,是我们巡天观测中最令人兴奋的两项成果"。德库西在威斯康星州麦迪逊举行的美国天文学会第244次会议的新闻发布会上介绍了这些发现。资料来源:NASA、ESA、CSA、AnnFeild(STScI)为了取得这些发现,研究小组分析了作为JWST高级深河外星系巡天(JADES)计划一部分而获得的成像数据。韦伯望远镜非常适合寻找极其遥远的超新星,因为它们的光线会被拉伸到更长的波长--这种现象被称为宇宙学红移。(见上图)。在韦伯望远镜发射之前,只有少数超新星的红移超过2,这相当于宇宙的年龄只有33亿年--仅为目前年龄的25%。JADES样本包含了许多在更久远的过去爆炸的超新星,当时宇宙的年龄还不到20亿年。以前,研究人员利用美国宇航局的哈勃太空望远镜观测宇宙处于"青年期"时的超新星。通过JADES,科学家们看到了宇宙处于"十几岁"或"前十几岁"时的超新星。未来,他们希望能够回望宇宙的"幼儿"或"婴儿"阶段。为了发现这些超新星,研究小组比较了相隔一年的多幅图像,寻找在这些图像中消失或出现的光源。这些观测亮度随时间变化的天体被称为瞬变体,而超新星就是瞬变体的一种。总之,JADES瞬变巡天样本小组在一片只有米粒粗细的天空中发现了大约80个超新星。这张马赛克照片展示了从JADES(JWST高级深河外星系巡天)计划的数据中发现的约80个瞬变天体(即亮度不断变化的天体)中的三个。大多数瞬变体都是恒星或超新星爆炸的结果。通过对比2022年和2023年拍摄的图像,天文学家可以找到从我们的视角来看最近才爆炸的超新星(如前两列所示的例子),或者已经爆炸但其光线正在逐渐消失的超新星(第三列)。每颗超新星的年龄都可以通过它的红移(用"z"表示)来确定。最遥远的超新星的红移为3.8,它的光起源于宇宙只有17亿年的时候。红移2.845相当于宇宙大爆炸后23亿年。最接近的例子红移为0.655,显示的是大约60亿年前离开其星系的光线,当时宇宙的年龄刚刚超过现在的一半。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、ChristaDeCoursey(亚利桑那大学)、JADES合作组织位于马里兰州巴尔的摩市的太空望远镜科学研究所(STScI)的美国宇航局爱因斯坦研究员贾斯汀-皮埃尔(JustinPierel)说:"这确实是我们对高红移宇宙的瞬态科学的第一个样本。我们正试图确定遥远的超新星是否与我们在附近宇宙中看到的超新星有本质区别或非常相似。"皮埃尔和STScI的其他研究人员提供了专家分析,以确定哪些瞬变实际上是超新星,哪些不是,因为它们往往看起来非常相似。研究小组发现了一些高红移超新星,包括光谱学上确认的最远的一颗,红移为3.6。它的祖星在宇宙只有18亿岁时爆炸。这是一颗所谓的核心坍缩超新星,是一颗大质量恒星的爆炸。这段动画展示了白矮星爆炸的过程,白矮星是一颗恒星的残余物,密度极高,其核心已无法再燃烧核燃料。在这颗"Ia型"超新星中,白矮星的引力从附近的恒星伴星那里偷走了物质。当白矮星的质量估计达到目前太阳质量的1.4倍时,它再也无法承受自身的重量,于是爆炸了。资料来源:NASA/JPL-Caltech天体物理学家特别感兴趣的是Ia型超新星。(这些爆炸的恒星非常明亮,可以用来测量遥远的宇宙距离,帮助科学家计算宇宙的膨胀率。研究小组至少发现了一颗红移为2.9的Ia型超新星。这颗爆炸产生的光在115亿年前开始向我们传播,当时宇宙的年龄只有23亿年。此前经光谱学确认的Ia型超新星的距离记录是红移1.95,当时宇宙的年龄是34亿年。科学家们迫切希望分析高红移下的Ia型超新星,看看它们是否都具有相同的内在亮度,而与距离无关。这一点至关重要,因为如果它们的亮度随红移而变化,那么它们就不能成为测量宇宙膨胀率的可靠标记。Pierel分析了这颗发现于红移2.9的Ia型超新星,以确定其内在亮度是否与预期不同。虽然这只是第一个这样的天体,但结果表明没有证据表明Ia型亮度会随红移而变化。我们还需要更多的数据,但现在,基于Ia型超新星的宇宙膨胀率理论及其最终命运仍然保持不变。皮埃尔还在美国天文学会第244次会议上介绍了他的研究成果。早期宇宙的环境与现在截然不同。科学家们期望看到来自恒星的古老超新星,这些恒星所含的重化学元素远远少于太阳这样的恒星。将这些超新星与本地宇宙中的超新星进行比较,将有助于天体物理学家了解早期恒星的形成和超新星的爆发机制。STScI研究员马修-西伯特(MatthewSiebert)说:"我们基本上为瞬变宇宙打开了一扇新窗口。从历史上看,每当我们这样做的时候,我们都会发现一些极其令人兴奋的东西--一些我们意想不到的东西。"JADES团队成员、亚利桑那大学图森分校研究教授EiichiEgami说:"由于韦伯望远镜非常灵敏,它几乎能在其指向的所有地方发现超新星和其他瞬变体。这是利用韦伯望远镜对超新星进行更广泛观测的重要第一步。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434348.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434348.htm

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