拉斯坎布雷斯天文臺(LCO)的天文學家是一個國際科學家團隊成員，該團隊利用美國國家航空航天局(NASA)的開普勒(Kepler)衛(wèi)星捕捉到了一顆Ia型超新星爆炸幾分鐘后的罕見景象。這顆被命名為SN 2018oh的超新星在最初幾天的亮度比預(yù)期要高。亮度的增加表明它撞上了附近的伴星。越來越多的證據(jù)表明，這些熱核超新星中，有一些(但不是全部)有一顆大的伴星引發(fā)了爆炸。位于加州戈萊塔的拉斯坎布雷斯天文臺(LCO)是一個由21個機器人望遠鏡組成的全球網(wǎng)絡(luò)，為了支持NASA的任務(wù)，它獲得了描述這顆超新星的一些最佳數(shù)據(jù)。
博科園-科學科普：李文雄（音譯）是今天發(fā)表的三篇關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的論文中的一篇的主要作者，他在LCO工作時，大部分研究正在進行中。另外五名隸屬于加州大學圣巴巴拉分校(UCSB)的LCO天文學家也對其中兩篇論文做出了貢獻。了解Ia型超新星的起源至關(guān)重要，因為它們被用作宇宙學中繪制距離的標準燭光。
它們被用來發(fā)現(xiàn)暗能量，這種神秘的力量導致宇宙加速膨脹。天文學家早就知道超新星是一顆致密白矮星的爆炸（白矮星的質(zhì)量與太陽相當，但只有地球的半徑，一茶匙白矮星重約23000磅）引發(fā)爆炸的原因還不太清楚。
Ia型超新星起源系統(tǒng)的構(gòu)想，白矮星(右圖圓盤中央的小點)從伴星(左圖)竊取物質(zhì)。當它偷了太多的物質(zhì)時，白矮星就會爆炸。這顆超新星爆炸撞擊了這顆伴星，導致亮度增加了幾天。圖片：NASA
一種理論認為爆炸是兩顆白矮星的合并，另一種說法是，第二顆恒星根本不是白矮星，而是一顆正常大小、甚至是巨大的恒星，只有一部分物質(zhì)被白矮星丟失，從而引發(fā)爆炸。在這個理論中，爆炸然后撞向幸存的第二顆恒星，導致超新星在最初的幾個小時非常明亮。對NASA來說，驗證這一理論是如此重要，以至于開普勒號衛(wèi)星生命的最后幾個月的一些時間都致力于尋找這一現(xiàn)象。開普勒望遠鏡每隔幾分鐘就能在大范圍的天空中獲取數(shù)據(jù)的能力是獨一無二的，它使科學家們能夠在爆炸的最初時刻——有史以來最早的時刻——觀察到這類超新星，當開普勒衛(wèi)星觀測到一顆超新星時，它需要其他儀器的支持。
由于這顆衛(wèi)星只能測量光的亮度，只能看到黑白光，天文學家還使用地面望遠鏡觀察彩色的爆炸，并獲得光譜，以揭示其化學特征。普通的地面望遠鏡不具備開普勒望遠鏡的巨大視野，而且由于地球自轉(zhuǎn)的限制，只能在當?shù)匾归g觀測。拉斯坎布雷斯天文臺的望遠鏡網(wǎng)絡(luò)遍布全球，它總是在黑暗中準備好望遠鏡。LCO網(wǎng)絡(luò)和開普勒一樣，可以在同一地點觀測24小時甚至更長時間。LCO超新星研究小組負責人安迪·豪厄爾(Andy Howell)說：開普勒和拉斯坎布雷斯天文臺的能力是如此互補，多年來一直夢想把它們結(jié)合起來，研究Ia型超新星的起源。看到它終于發(fā)生了，真是太神奇了。
開普勒衛(wèi)星通常在軌道上向后指向遠離地球的地方。美國國家航空和宇宙航行局認為，這是必要的，既要保護衛(wèi)星的光學免受碎片，又要避免地球的強光壓倒敏感的探測器。從開普勒望遠鏡看到的這個方向的目標在很長一段時間內(nèi)不能從地面望遠鏡看到。隨著開普勒接近生命的盡頭，美國國家航空航天局決定冒險在其軌道上將望遠鏡對準前方。這使得LCO可以在開普勒觀測超新星的同時獲取數(shù)據(jù)。以科學的名義與開普勒一起冒險，這充分體現(xiàn)了他們在NASA的探索精神。這并不是第一次在熱核超新星的早期光線中看到扭曲現(xiàn)象，在2012年、2014年和2017年的超新星中也發(fā)現(xiàn)了類似的效應(yīng)。
超新星爆炸(褐色)撞擊伴星的模擬，這導致一些超新星噴出物發(fā)出藍光，并在噴出物上形成一個洞，結(jié)果是爆炸后不久超新星的亮度發(fā)生了碰撞。圖片：Dan Kasen (Berkely/LBNL)
拉斯坎布雷斯天文臺是唯一一個在所有這些研究中發(fā)揮作用的機構(gòu)。結(jié)果的解釋并不總是直截了當。2012年的事件數(shù)據(jù)很少，2014年的那顆是一顆非常不尋常的超新星。2017年的一顆未能與其他理論預(yù)測相匹配，這些理論預(yù)測與一顆擁有大伴星的超新星有關(guān)。即使是這顆新的超新星也不是沒有爭議——這個大型國際研究小組的一些科學家認為，其他的解釋也可以解釋這顆超新星奇怪的早期行為。LCO的科學家、兩篇論文的合著者柯蒂斯·麥卡利(Curtis McCully)說：這非常令人興奮，因為這是一個罕見的案例，作為觀察者，我們必須去尋找從計算機模擬中預(yù)測到的東西。
對SN 2018oh和其他類似超新星的進一步觀察可能會在其爆炸后的早期解決關(guān)于其奇怪行為的爭議。美國國家航空航天局(NASA)的開普勒(Kepler)耗盡了氣體，而拉斯坎布雷斯天文臺(Las Cumbres Observatory)才剛剛起步。有了像LCO機器人望遠鏡網(wǎng)絡(luò)和開普勒航天器這樣的新技術(shù)，我們已經(jīng)走出了靜態(tài)照片的時代，進入了宇宙的動態(tài)照片時代:這是天文學中一個非常激動人心的時代，因為我們正在尋找夜晚真正碰撞的東西。
博科園-科學科普｜參考期刊文獻:《arXiv》
研究/來自：Las Cumbres Observatory（拉斯坎布雷斯天文臺）
DOI:arxiv.org/abs/1811.10061
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