天文学家首次捕获超新星SN 2024ggi爆炸的非球形几何结构

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。

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。