一个国际天文学家合作团队取得了里程碑式的发现,首次成功捕捉到超新星SN 2024ggi爆发时最早期、最短暂阶段的几何形态。他们获得了物质喷射穿过前身星表面瞬间的几何结构实证数据。这次壮观的宇宙事件发生在螺旋星系NGC 3621中,该星系位于长蛇座,距离地球大约2200万光年。
Astronomers using the @ESO’s Very Large Telescope (VLT) caught a unique moment in the life of a dying star: just 26 hours after detection of the supernova SN 2024ggi in the galaxy NGC 3621, they measured for the first time the actual shape of the explosion while it was breaking
SN 2024ggi于2024年4月10日首次被记录。得益于研究人员非凡的反应速度,欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)在发现仅26小时后,即4月11日,便立即启动了观测。这个被称为“突破阶段”的初期爆发过程仅仅持续了数小时,因此,及时的响应对于获取晚期观测无法得到的信息至关重要。实现这一突破的关键方法是利用VLT上的FORS2仪器进行光谱偏振测量,尽管超新星从如此遥远的距离看去只是一个点状物体,但该技术仍能精确地确定其光源的几何结构。
观测数据揭示了一个令人惊讶的结果:最初喷射出的物质并非球形对称,而是呈现出类似橄榄的拉长形态。这表明,从这场宇宙灾难爆发的第一刻起,就存在着明显的轴向对称性。随着喷发物不断膨胀并与周围环境相互作用,这种形态逐渐趋于扁平,但其对称轴却始终保持不变。这一发现有力地暗示,爆炸的方向性可能受到恒星内部条件,例如其自转或磁场,在核心坍缩瞬间所设定的优先方向的影响。
天文学家已确认SN 2024ggi的前身星是一颗红超巨星,其质量估计在12到15个太阳质量之间,半径约为太阳的500倍。这类巨型恒星的生命终结于引力核心坍缩,从而引发II型超新星爆发。对这种早期几何结构的深入研究,为天体物理学家提供了宝贵的实证依据,有助于他们修正和完善控制大质量恒星爆炸的现有理论模型。
这项重要的研究汇集了多方专家的力量,包括发起观测请求的清华大学学者杨毅(Yi Yang),以及欧洲南方天文台(ESO)的合作者迪特里希·巴德(Dietrich Baade)和费迪南多·帕塔特(Ferdinando Patat)。早期获得的光谱数据还显示了狭窄的发射线,包括H、He I、C III和N III。此外,结合哈勃望远镜和斯皮策望远镜的档案数据,研究人员得以描绘出这颗前身星在爆炸前多年的状态,确认它是一颗孤立的红超巨星。这项成果已发表于《科学进展》(Science Advances)杂志上,不仅展示了国际合作的高效性,也为未来建立恒星爆炸形态的统计数据库奠定了基础。
