超亮超新星來源線索逐漸浮現
2020 年 03 月 01 日
超亮超新星來源線索逐漸浮現
（維基百科）
恆星到了生命晚期通常會爆炸變成超新星。超亮超新星（ superluminous supernovae ）是超新星是其中亮度特別高的一種，結合近年多個研究項目發現的各種線索，基本都推測這種超新星是由質量為百倍以上太陽的恆星爆炸而成。
超亮超新星亮度是普通超新星的十倍至百倍以上，出現的幾率也小得多。至今科學家只探測到共 100 顆左右。
與質量大、金屬含量低的恆星相關
瑞典斯德哥爾摩大學主導的 SUPERS 項目，是同類項目中使用的超亮超新星樣本最多的一個。他們發現，在誕生新星的年輕星系中出現超亮超新星的幾率，比年老星系的幾率大，因此他們認為超亮超新星可能是年輕恆星爆炸而成。
該項目使用美國加州帕洛瑪天文臺（ Palomar Observatory ）的茲威基瞬變設施（ Zwicky Transient Facility ， ZTF ），可以同時觀測多個星系。
斯德哥爾摩大學的倫南（ Ragnhild Lunnan ）博士說，平均每個星系在一個世紀的時間內才會發生一顆超新星事件，超亮超新星更罕見，每一千至一萬顆超新星中才有一顆是超亮超新星。通過有能力同時觀測多個星系的設備，才有可能得到足夠的數據對它們展開研究。
他們還發現，具有較多原始化學物質的星系出現超亮超新星的幾率大，這些星系的金屬含量較低。因此他們認為超亮超新星和大質量、低金屬含量的恆星相關。
2018 年，倫南的團隊發現一顆超亮超新星具有一個巨大的外殼，「這可能是這些恆星非常大質量的又一個證據。」倫南說。
亮度漸變週期長達幾個月
另一個由以色列魏茨曼科學研究所（ Weizmann Institute of Science ）的戈爾言（ Avishay Gal-Yam ）主導的 Fireworks 研究項目，也利用 ZTF 觀測設備，發現了超亮超新星亮度變化週期比普通超新星長很多。
戈爾言說， ZTF 對天空的頻繁監控，大幅提高了觀測這類事件的密切度。以前的觀測中，通常超新星事件發生兩周後才能捕獲到， ZTF 可以在一兩天內就發現。
他們發現，普通的超新星爆炸過程從變量到變暗前後只有幾周的時間，而超亮超新星過程長得多。「從爆炸發生至達到最亮的時刻可能就有兩個月、甚至更長的時間。」
戈爾言團隊已發布了好幾份研究探討超亮超新星的誕生過程，一種假設認為是普通超新星留下的殘骸——高速旋轉、高磁性的中子星像一個大磁鐵一樣，不斷給超新星補給能量，導致超亮超新星。
不過戈爾言本人更認同倫南的另一種假設，認為超亮超新星是由巨大的恆星——質量至少是太陽百倍以上的恆星爆炸而成。
特別高的亮度適合探測特別遙遠星系的距離
儘管科學家對超亮超新星了解還很有限，天文學家已經發現它們可以作為「標準燭光」，衡量遙遠宇宙的距離。
英國南安普敦大學（ University Of Southampton ）的 SPCND 項目，使用超亮超新星丈量宇宙遙遠位置的星系。負責人沙利文（ Mark Sullivan ）說：「把它當作亮度已知的標準燭光，如果看到它出現在空中，測量從地球看起來它的亮度，就知道它與地球的距離。」
沙利文團隊共發現了 20 多顆超亮超新星，最遠的距離地球 80 億光年。「我們有了來自遙遠宇宙的新數據。」
天文學家希望新一代望遠鏡的啟用，能找到更多超亮超新星，將進一步揭開這類超新星的面紗。
「我們正處在一個有能力發現這麼多非常罕見天體的時代，這很有趣。」倫南說。
