天文望远镜档案数据可能显示最遥远的超新星

110亿年前坍塌的巨大恒星可能揭示早期宇宙的奥秘

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一个天文学家团队发现了可能是迄今为止最古老的超新星,他们估计,在未来几年内,可以探测到来自同一时期的数万颗超新星。

加州大学尔湾分校宇宙学中心的博士后研究员杰夫·库克和他的同事发现了两颗超新星,或恒星爆炸,据信是约110亿年前巨大恒星坍塌的结果,比之前的记录保持者早了大约10亿年。(据估计宇宙的年龄为137亿年。)

库克的团队在本周的《自然》杂志上报告了他们的发现。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)研究人员汇编了来自夏威夷莫纳克亚山的加拿大-法国-夏威夷望远镜的多年档案数据,寻找因内部恒星爆炸而变亮的星系。他们的搜索目标是IIn型超新星,据推测其前身是铁核发生灾难性坍塌的巨大恒星。

超新星根据其发射光谱中氢的存在(II型)或不存在(I型)进行广泛分类。IIn型超新星之所以如此命名,是因为它们的氢线很窄(因此是“n”)——据信它们标志着超新星喷射物与恒星周围稠密物质的相互作用。

IIn型超新星是进行长距离探测的有希望的目标,因为它们是紫外线的异常明亮发射体,这种短波辐射在穿越膨胀的宇宙数十亿年后会被拉伸到光谱的可见部分。更重要的是,它们是长寿命事件,其可见的探测可以通过光谱学在最初的灾难发生后几年进行检查。

圣地亚哥州立大学的天文学助理教授道格拉斯·伦纳德说,与更为人所知的Ia型超新星(用作宇宙距离标记,并帮助证明了由暗能量驱动的加速宇宙)不同,“IIn型超新星在很长一段时间里都被降级为第三方地位。”但如果它们可以用来探测早期巨大恒星形成的条件,它们可能会更受欢迎。“现在看来,”伦纳德说,“它们可能是真正有趣的物体。”

伦纳德称库克和他的合著者进行的研究是“非常困难且富有创造性的工作”。与此同时,他承认,对这些物体作为超新星而非,例如,由黑洞驱动的明亮发光星系核进行明确的光谱确认是一项艰巨的任务。

伦纳德说:“我认为[超新星]是引人入胜的,并且我认为总的来说它们是令人信服的,但我不会将其定在99%的水平。”来自世界上最大的望远镜的“进一步研究和更好的观测”将“有助于确认”,他补充道。伦纳德说,通过更清晰的数据以及对附近IIn型事件的进一步表征进行比较,他预计“在不久的将来,这项发现的确定性将变得几乎是铁证如山”。

约翰·霍普金斯大学的天体物理学家亚当·里斯因其对Ia型超新星的研究而被认为是暗能量的共同发现者,他称库克团队的论文是“英雄般的工作,令人非常兴奋”。他说他并不完全确信,“但随着更多对这些的研究,时间会证明一切。”

如果新方法经得起推敲,它可能会在早期宇宙中产生丰硕的成果。该研究的作者估计,在未来十年内,可能还有大约40,000颗来自同一宇宙时代的IIn型超新星等待被发现,以及一些来自更早时代的超新星。

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