业余天文学家在超新星诞生时捕获光的罕见浪涌

2018-05-14

2017年2月18日,一组加州圣克鲁斯天文学家拍摄的这颗超新星2016gkg在一颗1米的Swope望远镜拍摄的旋涡星系NGC 613的彩色图像。学分:卡内基科学研究所,Las Campanas天文台

由于阿根廷业余天文学家拍摄的幸运快照,科学家们已经获得了他们对一颗巨星爆炸的初始光线的第一个看法。

在一台新相机的测试中,VíctorBuso在超新星的“冲击突破”之前和之后拍摄了遥远星系的图像 - 当恒星爆炸核心发出的超音速压力波击中并加热恒星表面的气体至非常高的温度,使其发光并迅速变亮。

迄今为止,没有人能够捕捉到来自正常超新星(与伽玛射线或X射线爆发无关)的“第一光学光”,因为恒星在空中看起来随机爆发,而震荡光突围是短暂的。新数据提供了在灾难性灭亡之前以及爆炸本身性质之前,恒星物理结构的重要线索。

加州大学伯克利分校的天文学家Alex Filippenko说:“专业天文学家一直在寻找这样一个事件,他在Lick和Keck天文台观测后发现了这个发现,该天文台对爆炸的详细分析证明是至关重要的,称为SN 2016gkg。 “在他们开始爆炸的第一时刻对恒星的观测提供了无法以任何其他方式直接获得的信息。”

“Buso的数据非常好,”他补充说。 “这是业余和专业天文学家合作的杰出例子。”

来自世界各地的后续观测的发现和结果将在2月22日出版的“自然”杂志上发表。

2016年9月20日,阿根廷罗萨里奥的布索在他的16英寸望远镜上测试了一台新相机,拍摄了一系列距离地球约8000万光年的螺旋星系NGC 613的短曝光照片,在南星座雕塑家内。

幸运的是,他立即检查了这些图像,并注意到在第一组图像中看不到的螺旋臂末端附近的微弱光点快速变亮。

天文学家Melina Bersten和她在阿根廷阿斯特罗菲西斯德拉普拉塔研究所的同事很快就了解到这一偶然发现,并意识到Buso发生了一次罕见事件,这是在一颗巨大的爆炸恒星发出光线后的第一个小时。

这是由VíctorBuso在SN 2016gkg出现并在螺旋星系NGC 613的郊区中亮起时得到的一系列组合图像(负片,所以黑色对应于亮)。标签指示每张图像拍摄的时间。该物体稳定点亮约25分钟,如右下图所示。信用:V. Buso,M. Bersten等。

她估计布斯这样一个发现的机会,他的第一颗超新星,一千万,或者甚至低至一亿。

“这就像赢得宇宙彩票,”菲利潘科说。

Bersten立即联系了一个国际天文学家小组,帮助在接下来的两个月内进一步频繁观测SN 2016gkg,揭示更多关于爆炸星型和爆炸性质的信息。

Filippenko和他的同事们获得了一系列七个光谱,在加利福尼亚州圣何塞附近的加利福尼亚大学Lick天文台,Shane 3米望远镜将光线分解为其组成颜色,如彩虹。

研究人员还使用低分辨率成像光谱仪(LRIS)和位于夏威夷Maunakea的W. M. Keck天文台的DEep成像和多目标光谱仪(DEIMOS)进行了光谱观测。

这些数据使国际团队能够确定这次爆炸是IIb型超新星:一​​颗以前失去了大部分氢包膜的巨大恒星的爆炸,这是1987年由Filippenko首次观测到的一种爆炸恒星。

将数据与理论模型相结合,研究小组估计,恒星的初始质量约为太阳质量的20倍,尽管它失去了大部分质量,可能是伴星,并减少到约5个太阳质量爆炸。

Filippenko的团队继续使用其他Lick望远镜在两个月内监测超新星变化的亮度:0.76米的卡茨曼自动成像望远镜和1米镍质望远镜。

“利用3米望远镜获得的Lick光谱质量非常出色,部分原因是最近Heising-Simons基金会以及William和Marina Kast成功实现了Kast光谱仪的重大升级,”Filippenko说: 。

Filippenko的小组由许多本科生组成,由Christopher R. Redlich基金,Gary和Cynthia Bengier,TABASGO基金会,Sylvia和Jim Katzman基金会,许多个人捐助者,米勒基础科学研究所和NASA通过支持太空望远镜科学研究所。利克天文台的研究得到了谷歌慷慨捐赠的部分支持。

出版物:M.CBersten等,“超新星诞生时的光波涌动”,Nature vol.554,第497-499页(2018年2月22日)doi:10.1038 / nature25151

来源:Mari-Ela Chock,W. M. Keck天文台