天文學家首次捕捉到超新星SN 2024ggi爆炸的非球面對稱幾何結構

一個國際天文學家合作團隊，成功在超新星SN 2024ggi爆發的極早期、轉瞬即逝的階段，捕捉到了爆炸物質拋射的幾何形狀。這項關鍵的實證數據，記錄了噴發物穿過前身星表面的瞬間結構。這次壯觀的宇宙事件發生在螺旋星系NGC 3621中，該星系位於長蛇座，距離地球約2200萬光年。

超新星SN 2024ggi最初是在2024年4月10日被偵測到的。由於研究人員反應極為迅速，歐洲南方天文台（ESO）的特大望遠鏡（VLT）觀測行動，在發現後僅僅26小時，即2024年4月11日便立即展開。這個被稱為「突破階段」的極早期過程僅持續數小時，因此，及時的反應對於獲取在後續階段無法取得的資訊至關重要。這次觀測的關鍵方法學突破，是利用VLT上的FORS2儀器進行光譜偏振測量，這使得天文學家能夠確定這個從遙遠距離看來僅是點狀光源的幾何結構。

獲得的數據明確顯示，最初噴射出的物質並非球形對稱，而是呈現出類似橄欖般的拉長形狀。這強烈表明，從這場宇宙災難爆發的第一刻起，就存在著明顯的軸向對稱性。儘管隨著物質的擴散並與周圍環境的相互作用，這種形狀逐漸趨於扁平，但其對稱軸始終保持不變。這項發現暗示，爆炸時恆星內部的條件，例如其自轉或磁場，可能在核心坍縮的瞬間決定了物質優先噴射的方向。

SN 2024ggi的前身星被確認為一顆紅超巨星，估計質量介於12到15個太陽質量之間，半徑約為太陽的500倍。這類大質量恆星的生命終結於核心的重力坍縮，最終引發II型超新星爆發。對這種早期幾何結構的深入研究，使天文物理學家能夠更精確地校正和完善控制大質量恆星爆發的理論模型。

參與這項研究的專家包括來自清華大學並發起觀測請求的楊毅（Yi Yang），以及歐洲南方天文台（ESO）的共同作者迪特里希·巴德（Dietrich Baade）和費迪南多·帕塔特（Ferdinando Patat）。早期獲得的光譜數據還揭示了狹窄的發射線，包括氫（H）、氦I（He I）、碳III（C III）和氮III（N III）。此外，利用哈伯（Hubble）和史匹哲（Spitzer）望遠鏡的歷史檔案數據，幫助研究團隊在爆炸發生前多年就繪製出這顆前身星的圖像，證實它是一顆單獨的紅超巨星。這項成功的研究成果已發表於《科學進展》（Science Advances）期刊，不僅展現了國際協調合作的效率，也為未來建立恆星爆炸形狀的統計數據奠定了基礎。