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天文學家首次目睹巨大垂死恆星之爆炸 中央大學鹿林天文台參與貢獻

發稿時間:2022/01/13 11:46:28

(中央社訊息服務20220113 11:46:28)中央大學天文研究所助理教授潘彥丞參與之國際合作計畫「早期超新星巡天計畫」 (Young Supernova Experiment; YSE) 觀測到一顆紅超新星瀕臨死亡前至爆炸後的整個過程,成果發表於今年初的《天文物理期刊》 (The Astrophysical Journal)。中央大學鹿林天文台一米望遠鏡也參與了此次聯合觀測任務,主要貢獻在監測超新星爆發後的早期光度變化,這項重要成果也獲CNN美國有線電視新聞網之報導。

潘彥丞助理教授指出,有別於太陽,紅超巨星是一種大質量恆星,質量可達太陽的十倍以上。大家如果抬頭仰望星空,或許常常會注意到一顆光度很亮且色澤偏紅的星星在獵戶座上,也就是俗稱的參宿四(Betelgeuse),就是一顆典型的紅超巨星。相較於太陽的壽命(約一百億年),此類大質量恆星演化速度極快,從出生到死亡不過間隔數百萬至數千萬年。其結束一生的方式也十分不同,常伴隨著威力強大的爆炸現象,稱作超新星爆發。因此前陣子天文學家觀測到參宿四的光度有些奇怪的變化時,不免猜測是否有機會一睹紅超巨星的爆炸實況。

然而,無需等到參宿四的爆發,YSE團隊於近期觀測到了一顆紅超巨星從死亡前至爆炸過後約130天的整個過程。此研究由加州柏克萊大學的博士生Wynn Jacobson-Galán所主導,使用了位於夏威夷Haleakala天文台的Pan-STARRS望遠鏡進行巡天,並於2020年間發現了一顆紅超巨星的爆炸,名為SN 2020tlf。此一天體距離地球大約一億光年遠,而YSE團隊早在爆發前100多天就已偵測到其不尋常的擾動,這也是首次發現紅超巨星在爆發前的光度變化。天文學家認為此一現象可能是由瀕死前的紅超巨星所拋散出的自身物質所造成,其光度變化通常十分微小,需要足夠靈敏的望遠鏡才能發現,這也是為什麼從未在紅超巨星爆發前發現此一現象,而觀測此一現象將有助於了解大質量恆星如何死亡。


中央大學天文所助理教授潘彥丞參與之國際合作計畫「早期超新星巡天計畫」觀測到了一顆紅超新星瀕臨死亡前至爆炸後的整個過程,成果於發表於《天文物理期刊》 (The Astrophysical Journal)。

中央大學鹿林天文台的一米望遠鏡也參與了此一超新星的聯合觀測,主要貢獻在監測超新星爆發後的早期光度變化,有助於天文學家更精確的測量超新星的物理性質,這也是YSE計畫的宗旨,能夠在最早的時間點上捕捉到超新星的變化。而鹿林天文台在觀測網中的絕佳地理位置也扮演著十分關鍵的角色,期許未來能在更多重大的超新星事件上有所貢獻。

鹿林一米望遠鏡於所拍攝的影像,圖中黃色箭頭所標示的星體即為SN 2020tlf,所在星系為NGC 5731。照片天文所提供

Pan-STARRS望遠鏡監測紅超巨星的活動,主要i和z濾鏡的影像在其爆發前130天內皆有偵測到光度變化。圖片摘自Jacobson-Galán et al. (2022)。