中國科學家發現極亮超新星:光度比太陽強5700億倍

據新京報16日報導，北京大學研究人員領銜的一支國際團隊確認發現了一顆迄今為止最亮的超新星，其達到的最高光度比太陽還要強5700億倍。

這顆新確認的超新星被證實爆發強度超過了Ia型超新星（最常見類別）約兩百倍，是「前紀錄保持者」的兩倍以上。這是目前為止發現的最亮超新星，達到的最高光度比太陽還要強5700億倍，是整個銀河系千億顆恆星總光度的20倍左右。

該研究結果昨日發表在國際頂級科學期刊《科學》雜誌上。文章第一作者、北京大學科維理天文與天體物理研究所的「青年千人」研究員東蘇勃表示，由於該超新星輻射的能量太高，甚至於目前的超新星理論都難以對它的爆發機制和能量來源給予令人滿意的解釋。

史上最強超新星爆發ASASSN-15lh的想像圖。該圖示意了從超新星宿主星系中一顆距離ASASSN-15lh約1萬光年的行星上觀看ASASSN-15lh爆發的情景。

超新星爆發前（左）和爆發後（右）的偽彩色圖像。左圖是4米望遠鏡上的暗能量相機拍攝。右圖是1米LCOGT望遠鏡網絡拍攝。東蘇勃研究員從中國科學院國家天文臺有償使用國外望遠鏡計劃(TAP)獲得了1米LCOGT望遠鏡網絡的觀測時間。（左圖由暗能量巡天項目提供。右圖由班傑明·夏皮和ASAS-SN團隊製作。）

新確認的這顆超新星在去年夏天被發現，被命名為「ASASSN-15lh」，是由位於智利安第斯山脈託洛洛山頂的兩架14釐米口徑「全天自動超新星搜索項目」望遠鏡發現的。該超新星的名字來源於發現它的一個國際合作項目——「全天自動超新星搜索項目」（All Sky Automated Survey for Supuernovae），由美國俄亥俄州立大學牽頭，通過小望遠鏡陣持續不斷地對整個夜空拍照，旨在搜尋突然變亮的、主要包括超新星的「暫現天體」。

《科學》文章介紹，ASASSN-15lh距離地球38億光年，屬於罕見的「極亮型超新星」家族。

解釋極亮超新星能源機制最為流行的理論之一是磁中子星模型。在這個模型中，恆星爆發後會在中心遺留一顆有著極強磁場並飛速自轉的中子星，這顆磁中子星的劇烈磁化星風可將爆炸拋射物加熱到高溫從而產生輻射。然而，自發現後的僅四個月時間裡，ASASSN-15lh輻射的總能量相當於太陽以現在的強度照耀900億年；如此之高的能量剛好超過了磁中子星理論模型所允許的上限。另一種可能解釋是，ASASSN-15lh的輻射是由極高質量恆星爆發產生的數十倍太陽質量的放射性元素衰變導致的。

下一步，研究團隊還將利用哈勃空間望遠鏡等強大的天文儀器對該超新星和其宿主星系做進一步的縱深分析和研究。「ASASSN－15lh的發現對超新星爆發理論提出了一個全新挑戰，它可能會引發對極亮超新星整體的理論創新和更多的觀測。」東蘇勃說。

小檔案

超新星

是某些恆星在生命終點的劇烈爆發現象。近兩千年前，中國天文學家就在《後漢書》中記載了人類史上最早觀測到的一次超新星爆發。

極亮超新星

ASASSN-15lh

距離地球38億光年，屬於罕見的「極亮型超新星」家族，是迄今為止發現的最亮超新星，其達到的最高光度比太陽還要強5700億倍。

揭秘

這顆超新星如何被發現的？

去年6月，這顆超新星的第一條譜線最先被捕獲，其異常之處讓天文學家起初感到非常困惑。

此後，東蘇勃等科學家經過推測，判斷其可能是一顆極亮超新星，數天後位於南非的一個巨型望遠鏡成功拍攝到了關鍵的光譜，證實了判斷。

「當看到南非望遠鏡拍攝的光譜並意識到我們發現了史上最強的超新星爆發時，我興奮得徹夜難眠。」東蘇勃說。

此後的各方觀測進一步驗證了這是不同於以往的極亮型超新星。

發現它的望遠鏡長什麼樣？

據報導，ASASSN-15lh是在2015年6月由位於智利安第斯山脈託洛洛山頂的兩架14釐米口徑「全天自動超新星搜索項目」望遠鏡發現的。

「全天自動超新星搜索項目」(ASAS-SN)位於智利安第斯山脈託洛洛山頂節點的兩架14釐米口徑的望遠鏡。天文學家們用它們發現了極亮超新星ASASSN-15lh。

據北京大學天文學系博士研究生、ASASSN項目的正式成員陳平介紹，在智利和美國夏威夷，共有兩組共8個小望遠鏡，每天自動掃描全天區域，「這些望遠鏡的口徑非常小，但非常自動化，會每天根據天氣情況自動打開望遠鏡進行觀測」。

東蘇勃表示，全天自動超新星尋天項目是一個史無前例的項目。這種搜尋不僅是全面系統的科學實驗，而且能抓到獨特的漏網之魚。

他介紹說，世界上有很多專業天文學家和業餘愛好者搜索超新星。很多專業項目使用大望遠鏡尋找距離遙遠、暗的超新星研究宇宙學；業餘愛好者用小望遠鏡在明亮、臨近星系附近尋找超新星。ASASSN是第一個系統性的、全天（不限於明亮星系附近）搜索亮超新星的項目。

為什麼觀測地點選在智利和夏威夷？

據東蘇勃介紹，這是世界上觀測條件最好的兩個臺址，且一南一北，可以覆蓋全天。現在運行狀況良好，全世界亮超新星六成都是他們項目首先發現的。但也有連續天氣不好的時候，在經度上網絡的覆蓋還不足。

他還表示，接下來希望尋找資助，在包括中國的臺址上新建節點，達到每天掃描整個天空一遍的目標。

發現後為何立刻共享給全球？

ASASSN-15lh發現當天，東蘇勃與其合作者立即將有關訊息公開給全球的超新星研究者。

據陳平介紹，天文領域目前的研究越來越傾向於國際合作，超新星作為一種瞬變源對國際合作的要求更高一些。因為更全面的檢測超新星的變化，可給研究人員提供更多研究信息。目前國內以北京大學科維理研究所為代表的研究院所高等院校正在天文研究的多領域深層次地進行合作。天體現象例如超新星爆發是不受人為控制，錯過了觀測機會就永遠錯過了。