PDF《最强的超新星爆发》

物理攫英 ・45卷(2016 年)

3 期图1 全天自动超新星搜寻项目 (ASAS-SN)位于智利安第 斯山脉托洛洛山顶节点的两架14 cm口径的望远镜.

天文学家 们用它们发现了极亮型超新星ASASSN-15lh 最强的超新星爆发 (北京大学 陈平 编译自 Steven K. Blau. Physics Today, 2016, (3) : 14) 所谓超新星爆发是指某些恒星 以剧烈爆炸的方式走向死亡.超新 星爆发时的光度很高,甚至可比其 所在的宿主星系还要亮.在过去数 年里,天文学家们发现了一种新类 型的超新星,名为 极亮型超新 星 .极亮型超新星可比常见的超新 星亮数十倍甚至上百倍. 由北京大学科维理天文与天体 物理研究所东苏勃研究员领导的一 支国际团队于去年夏天通过 全天 自动超新星搜寻项目 (ASAS-SN) 发现了迄今爆发能量最强的超新 星.ASAS-SN是由美国俄亥尔州立 大学领衔的一个国际项目,其主要 负责人之一是该大学的克里斯托弗 ・ 斯坦尼克教授.这颗极亮型超新星 被命名为 ASASSN-15lh,其光度比 之前记录保持者翻了一番. ASASSN-15lh的发现历程 搜寻超新星的传统方法是,观 测者事先选择一批已知星系,然后 经常性地监测该星系样本来搜寻突 然发生的爆发现象.斯坦尼克说, 这种方法在超新星的发现上有选择 偏差.十多年前,其时还是德克萨 斯大学博士研究生的罗伯特 ・ 昆比尝 试了一套崭新的超新星搜索方法 ――他领导的 德克萨斯超新星搜 寻项目 持续不断地监测同一块天 区――这样既可以在该天区囊括的 已知的、通常较亮的星系中发现超 新星,还可以在未知的、较暗的矮 星系中做出发现.受此启发,斯坦 尼克和合作者们开展了ASAS-SN项目,来频繁地扫描尽可能大面积的 天区,从而能更加系统地发现超新 星和其他暂变源. 目前ASAS-SN在夏威夷和智利 各有一个节点,每个节点有4架14 cm 口径的巡天望远镜.图1所示的照 片上是用来发现 ASASSN-15lh 的两 架位于智利的巡 天望远镜.这些 望远镜用来监测 整个可见的夜空.该项目覆盖 的天区占全天总 面积的四分之三.在天气条件 良好并且所有望 远镜都正常工作 的情况下,全天 超新星自动搜寻 项目可以在

48 小 时之内对整个夜 空完成一次扫描. 当ASAS-SN团队从巡天望远镜 的数据中注意到这个源之后,他们 很快用 拉斯坎帕纳斯全球望远镜 网络 (LCOGT)中的一架

1 m 望远 镜拍摄了更高分辨率的图像,并确 认了这个超新星候选体.东苏勃和 其合作者立即将 ASASSN-15lh 发现 的讯息公开给全球的超新星研究 者,以使人们能够及时地进行更多 的后续观测.ASASSN-15lh 引起了 全球天文学家的强烈兴趣,世界上 诸多大型望远镜和美国 NASA 的 雨燕 太空望远镜(SWIFT)马上开 始了后续观测.时至今日,研究者 们还在用从光学到 X 射线、射电等 诸多手段观测这个超新星. 位于智利的

2 m 杜邦望远镜于 2015年6月21日拍摄到了ASASSN- 15lh 的第一条谱线.天文学家们用 谱线来认证超新星抛射物中的化 学组分和物理状态,为超新星归 类 并研究其爆发的物理过程.然而,ASASSN-15lh 的谱线远异于ASAS-SN 已发现的数百颗超新星, 这使天文学家们起初感到非常困 惑.在与斯坦尼克等同事讨论后, 东苏勃意识到 ASASSN-15lh 可能属 于极亮型超新星.根据他的推测, 若ASASSN-15lh 的红移为 0.23,那 么它最突出的谱线特征应与2010年 发现的一颗极亮型超新星PTF10cwr/ SN 2010gx 的光谱极为匹配.如果 这个推断是正确的,就应该可以在 特定波长上看到超新星光线穿过宿 主星系中气体产生的吸收谱线.而 预期中的电离镁吸收谱线波长较 几个月前观测到的一次超新星爆发ASASSN-15lh对现有的超新星理论提出挑战. ・ ・