焦點新聞

解「極亮超新星」之謎 泛星計畫榮登《自然》期刊

發布日期: 2013-10-17    文/天文所
中央大學浦田裕次教授參與的泛星計畫(Pan-STARRS),解開「極亮超新星」超閃之謎,成果刊上《自然(Nature)》。王欣雯攝
中央大學浦田裕次教授參與的泛星計畫(Pan-STARRS),解開「極亮超新星」超閃之謎,成果刊上《自然(Nature)》。王欣雯攝

 大質量恆星以超新星爆發結束一生,其中「極亮超新星」的亮度更勝百倍,究竟此驚天動地的突發爆炸原因為何?中央大學「年輕天文學者講座」首屆得主英國司馬特 (Smartt)與中央大學天文所浦田裕次助理教授共同參與的泛星計畫(Pan-STARRS)研究發現,極亮超新星不僅源於超重質量,而與高磁場、高轉速的中子星相關,榮登10月17日最新一期出刊的國際頂尖期刊《自然(Nature)》。
 
 超新星爆發時產生的能量,相當於90個太陽一生中所釋放的能量總和,亮度比我們太陽亮上幾百億倍,是科學界最富戲劇性的爆發事件之一。但超新星爆發無法事先預測,必須長期監測星系,以拍長期紀錄片方式,才得以追蹤觀測其性質。
 
 英國司馬特教授與中央大學浦田裕次教授帶領的團隊共同合作,透過位於夏威夷的泛星計畫 (Pan-STARRS) 望遠鏡不斷掃瞄天空,以及國際許多望遠鏡的後續觀測,研究兩個極亮超新星PTF12dam及PS1-11ap,被發現起追蹤觀測超過一年,總算得以一窺極亮超新星的神秘面紗。
 
 所謂「極亮超新星」,數量極少,顧名思義,其亮度超過超新星上百倍,以目前研究超新星的理論模型無法解釋。因此探索極亮超新星的來源和成因成為研究重點,許多國際團隊積極找尋極亮超新星,並期望找出它們比普通超新星亮的原因。
 
 浦田裕次教授表示,一般理論學者預測,這些極亮超新星可能源自於100倍太陽質量的超級重恆星其死亡時產生的爆發。第一個被發現的極亮超新星SN2007gi,證實了理論的預測,讓天文學者深信「超重」恆星的死亡是極亮超新星的最佳來源。然而,本次研究的兩顆極亮超新星,不僅理論模型無法合理解釋,連這兩個極亮超新星的晚期演化也與SN2007gi不相同,意味超重恆星死亡並不是極亮超新星的唯一解釋。
 
 司馬特教授的博士班學生Nicholl將觀測資料應用於理論模型,發現這兩個超新星「極亮」的原因是超新星爆發後留下的高磁場高轉速中子星,自轉減速時將重約10-16個太陽質量的物質拋到星際空間而造成能量加持,換句話說是「磁星」是閃亮大爆發所致。
 
 浦田裕次教授參與泛星計畫並與英國司馬特教授團隊在超新星研究合作已有一段時間,主要使用台灣的望遠鏡資源(中央大學鹿林一米望遠鏡,加法夏望遠鏡 CFHT)進行後續觀測。除此之外,浦田教授更建構泛星計畫觀測星場的資料庫,收錄大量日本8米望遠鏡速霸陸(Subaru)的深度觀測資料,藉以研究在超新星爆發之前,所在位置以及其宿主星系的特性,並且二度確認超新星所在的距離,對於估計超新星爆發產生的能量有重大貢獻。
 
 臺灣泛星計畫主持人之一,中央大學天文所教授說泛星計畫重複掃瞄天空的主要目的就是指認亮度或位置產生變化的天體。除了清點可能撞擊地球的小天體,也會發現宇宙中瞬間變化的天體,他認為未來還有更多類似這次「探索未知」的發現。
 
關於泛星計畫 (Pan-STARRS)
網站:www.ps1sc.org
 
 泛星計畫,全名為 Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System,科學團隊包括美國夏威夷大學、德國馬克斯普朗克研究所 (MPI 與 MPE)、美國約翰霍普金斯大學、英國度倫大學、愛丁堡大學、貝爾法斯女王大學、美國哈佛大學、昆伯斯天文台,以及台灣中央大學。望遠鏡的建置經費來自美國空軍研究實驗室。台灣團隊除了中央大學,還有來自清華大學、台灣大學、中央研究院,以及成功大學的天文與資訊工程學者。
 
 泛星計畫乃是針對相同天區,以循環方式掃瞄天空,有如幫宇宙拍電影,因此比較不同時間拍到的影像,就可以指認出亮度或是位置產生變化的天體。針對可能危害地球的殺手小行星、變星、碰撞星系、死亡前爆發的大型恆星,以及瞬間變亮的高能輻射天體等課題,建立資料庫,並開發提供高效率天體分類演算法,從不同時間尺度研究各種宇宙現象。

更新日期: 1970-01-01 文章分類: 焦點新聞 瀏覽人次: 2750