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「宇宙」超亮超新星来源线索逐渐浮现


恒星到了生命晚期通常会爆炸变成超新星 。 超亮超新星(superluminous supernovae)是超新星是其中亮度特别高的一种 ， 结合近年多个研究项目发现的各种线索 ， 基本都推测这种超新星是由质量为百倍以上太阳的恒星爆炸而成 。
「宇宙」超亮超新星来源线索逐渐浮现
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超亮超新星亮度是普通超新星的十倍至百倍以上 ， 出现的几率也小得多 。 至今科学家只探测到共100颗左右 。
与质量大、金属含量低的恒星相关
【「宇宙」超亮超新星来源线索逐渐浮现】瑞典斯德哥尔摩大学主导的SUPERS项目 ， 是同类项目中使用的超亮超新星样本最多的一个 。 他们发现 ， 在诞生新星的年轻星系中出现超亮超新星的几率 ， 比年老星系的几率大 ， 因此他们认为超亮超新星可能是年轻恒星爆炸而成 。
该项目使用美国加州帕洛玛天文台(Palomar Observatory)的兹威基瞬变设施(Zwicky Transient Facility ， ZTF) ， 可以同时观测多个星系 。
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斯德哥尔摩大学的伦南(Ragnhild Lunnan)博士说 ， 平均每个星系在一个世纪的时间内才会发生一颗超新星事件 ， 超亮超新星更罕见 ， 每一千至一万颗超新星中才有一颗是超亮超新星 。 通过有能力同时观测多个星系的设备 ， 才有可能得到足够的数据对它们展开研究 。
他们还发现 ， 具有较多原始化学物质的星系出现超亮超新星的几率大 ， 这些星系的金属含量较低 。 因此他们认为超亮超新星和大质量、低金属含量的恒星相关 。
2018年 ， 伦南的团队发现一颗超亮超新星具有一个巨大的外壳 ， “这可能是这些恒星非常大质量的又一个证据 。 ”伦南说 。
亮度渐变周期长达几个月
另一个由以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的戈尔言(Avishay Gal-Yam)主导的Fireworks研究项目 ， 也利用ZTF观测设备 ， 发现了超亮超新星亮度变化周期比普通超新星长很多 。
戈尔言说 ， ZTF对天空的频繁监控 ， 大幅提高了观测这类事件的密切度 。 以前的观测中 ， 通常超新星事件发生两周后才能捕获到 ， ZTF可以在一两天内就发现 。
他们发现 ， 普通的超新星爆炸过程从变量到变暗前后只有几周的时间 ， 而超亮超新星过程长得多 。 “从爆炸发生至达到最亮的时刻可能就有两个月、甚至更长的时间 。 ”
戈尔言团队已发布了好几份研究探讨超亮超新星的诞生过程 ， 一种假设认为是普通超新星留下的残骸——高速旋转、高磁性的中子星象一个大磁铁一样 ， 不断给超新星补给能量 ， 导致超亮超新星 。
不过戈尔言本人更认同伦南的另一种假设 ， 认为超亮超新星是由巨大的恒星——质量至少是太阳百倍以上的恒星爆炸而成 。
特别高的亮度适合探测特别遥远星系的距离
尽管科学家对超亮超新星了解还很有限 ， 天文学家已经发现它们可以作为“标准烛光” ， 衡量遥远宇宙的距离 。
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英国南安普敦大学(University Of Southampton)的SPCND项目 ， 使用超亮超新星丈量宇宙遥远位置的星系 。 负责人沙利文(Mark Sullivan)说：“把它当作亮度已知的标准烛光 ， 如果看到它出现在空中 ， 测量从地球看起来它的亮度 ， 就知道它与地球的距离 。 ”
沙利文团队共发现了20多颗超亮超新星 ， 最远的距离地球80亿光年 。 “我们有了来自遥远宇宙的新数据 。 ”
天文学家希望新一代望远镜的启用 ， 能找到更多超亮超新星 ， 将进一步揭开这类超新星的面纱 。
“我们正处在一个有能力发现这么多非常罕见天体的时代 ， 这很有趣 。 ”伦南说 。


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