宇宙中的死後新生：科學家第一次在超新星遺迹中心發現出乎意料的分子

文：娟娟

由英國卡迪夫大學的研究人員領導的一個科學家團隊，第一次在一顆爆炸後的恆星（距離地球16.3萬光年之外的超新星1987A冷卻的遺迹）中心發現了大量出乎意料的分子。

這些分子就是HCO+和SO。此前，在同樣的區域中，人們已觀測到另外2種化合物，CO和SiO。

圖片：超新星1987A的藝術圖解，揭示了超新星遺迹（紅色）寒冷的內部區域，ALMA在其中探測到大量的塵埃並成像。該內部區域與外殼（藍色）形成對比，在外殼處，來自超新星的能量與其爆炸之前從恆星噴出的氣體殼相撞（綠色）。

Credit: A. Angelich; NRAO/AUI/NSF

曾經，天文學家認為，大規模的超新星爆炸將會完全摧毀任何可能已經存在的分子和塵埃。

不過，這些意想不到的分子的出現則意味著，恆星爆炸性的死亡可能會導致在極低的溫度下，產生分子和塵埃雲，而這種情形和人們在恆星形成區（又被稱為「恆星的搖籃」）所觀察到的情況類似。

天文學家使用了阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，簡寫ALMA，世界上最強大的射電望遠鏡群）觀測了超新星1987A的中心地帶，並且獲得了相當精緻的細節。

圖片：ALMA Credit: ESO/C. Malin

卡迪夫大學物理和天文學院的Mikako Matsuura博士說：「這是我們第一次在超新星中發現這種類型的分子，它們的出現對於人們長期持有的假設——超新星爆炸會完全摧毀恆星內任何可能已經存在的分子和塵埃，提出了質疑。」

「我們的結果顯示，隨著來自超新星的殘餘氣體開始冷卻至200°C以下，很多被合成的重元素就能夠開始形成豐富的分子，創造出一個塵埃工廠。」

「最令人驚訝的是，這種產出豐富分子的工廠通常是在恆星形成的情況下被發現的。因此，大質量恆星的死亡或許會導致新一代恆星的誕生。」

相關發現以論文的形式發表在《皇家天文學會月報》上，第一作者就是Mikako Matsuura博士。（論文地址： https://academic.oup.com/mnras/article-lookup/doi/10.1093/mnras/stx830）

圖片：由哈勃太空望遠鏡拍攝的超新星1987A的圖像 版權：NASA

自從1987年2月，人們第一次發現超新星1987A之後，天文學家們一直在對它進行研究。不過，曾經由於技術所限，分析這個超新星的最內層核心非常困難。ALMA在毫米波長的觀測能力，使它能夠穿過氣體和塵埃進行觀察，並研究新形成分子的丰度和位置。

延伸閱讀：什麼是超新星？

根據NASA的說法，超新星是一顆恆星的爆炸，它是太空中發生的最大爆炸。

當恆星的內核發生變化時，就會導致超新星爆發，這種改變可以以兩種不同的方式發生。

第一種類型的超新星發生在雙星系統中。這種雙星系統包含一顆碳-氧白矮星，會從它的伴星吸積物質，最終，由於積累了太多的物質，從而導致白矮星發生爆炸，成為超新星。

第二種類型的超新星發生在一顆恆星壽命終結之時。由於恆星耗盡了核燃料，它不再有足夠的熱量和能量對抗自身引力的力量，曾經由核聚變撐起的恆星的外層，會轟然倒塌，以巨大的力量墜落到核心上，而這場崩塌的回彈則引發了巨大的爆炸，這就是另外一種類型的超新星。我們的太陽是一顆單獨的恆星，但是它的質量並不夠大，因此，未來它不會成為一顆超新星。

圖片：這張錢德拉X射線照片顯示了仙后座A，這是銀河系中最年輕的超新星遺迹。

　　Credit: NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/M.D.Stage et al.

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