银河系 你如何知道超新星何时爆发?让时钟倒着走

大约20万年前,银河系附近的一个伴星系中的一颗巨大的恒星爆炸了。从那时起千亿吨爆炸物碎片向四周的外太空高速扩散。如今它看上去像一个漩涡卷云,它的巨大速度因距离太远而几乎停止。
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但是实际的爆炸是可以测量的,通过使用一种巧妙的技术让时钟倒着走,天文学家已经确定了爆炸的光第一次到达地球的时间:1746年前,记作175#。
哈勃卫星拍摄的宽视角图片显示了超新星残骸1E0102.2-7219(位于中心下方,呈蓝色),它距银河系的伴星系——小麦哲伦星系中的巨大成星星云N76仅数十光年。美国宇航局、ESA和哈勃遗产小组(STSCI/AURA)印证了这个事实。
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这个残骸星云叫1E0102.2-7219,位于小麦哲伦星云,一个围绕银河系运动的小星系。对残骸的分析表明,这是一颗质量为25~50个太阳质量的巨大行星在其寿命结束时超新星爆发后产生的。
残骸从爆炸点扩散,向四周宇宙飞去。其中一些残骸会以每秒2000多功力的速度移动。尽管它离地球如此之远,对这些分开了好几年的超新星残骸(也被称为碎片云)的观测可以显示一些单独的材料结的物理运动。这更容易在更近的超新星如蟹状星云中看到。
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哈勃望远镜观察到一些碎片从超新星的膨胀中心向外扩张(钴,位于左下角),展示了它在2003年的位置(左边的绿色圆圈)和十年后的2013年的位置金星对比(右边的蓝色圆圈)。远离CoE的运动很轻微但明显。巴诺维茨等人证实了这一观测。
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其他的天文学家也使用了各种方法来试图确定残余物的年龄,但各种方法都没有产生那样精确的测量结果。新观测结果的一个优点是,它们不仅是基于使用同一台望远镜(哈勃)进行的观测,而且是基于在同一台相机上进行的观测。这为天文学家提供了一个很好的稳定平台,提供了更好的数据。事实上,这里报告的观测团队确实试图使用较旧的哈勃数据来获得更长的基线,但这些都是在不同的相机上完成的,因而增加了不确定性,这使他们的计算更糟!所以他们放弃了这个想法,坚持用单个相机观察。
他们还能够确定天空中超新星发生的地点。这很重要,因为像这样的大质量恒星爆炸可能会留下致密的中子星甚至一个黑洞,如果能找到它,它有助于天文学家更好地了解恒星本身。碰巧的是,有一个x射线源离它们计算的爆炸中心不算太远,中子星和黑洞都可以发射x射线。然而,它离中心也有一定的距离(至少是一光年),他们怀疑它实际上是碎片云本身中的一结气体,而不是爆炸留下的致密物体。如果留下了什么,那就不清楚它是什么或在哪里了。
蟹状星云是一个6000光年之外的超新星残骸,我们可以用业余天文学家德特勒夫·哈特曼的图像看到十多年的景象。
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不过,这是一个很酷也非常有用的工作。了解超新星的年龄对于理解其运动至关重要:碎片如何随着时间的推移而移动,碎片如何变化,它如何与周围的物质相互作用,等等。天文学家们希望用同一台相机得到另一套观测,进一步减少不确定性,并可能有助于找到中心可能留下的东西。如果可以的话,它将对这些测量很有帮助。
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我已经做过这样的测量,这可能非常困难,也充满了微妙的问题。这是一件令人印象深刻的工作,随着时间的推移,我希望我们会看到更多类似使用我们古老的轨道望远镜的团队,为我们提供了观测之间如此长的时间基线。
据我所知,该论文以2013年的观察结果作为该年龄的基线,计算结果为1738岁。再加上8年才能活到2021年,那就是1746岁,尽管不确定性是如此之大(175年),8年并没有任何真正的影响。此外,我忽略了光花了几十万时间才到达我们这里的事实;文章中列出的年龄是自光第一次到达我们这里以来的年龄。

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