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国外学者测出超新星在数世纪前的光，据此可测出超新星的位置 大麦哲伦星云中出现的超新星1987A（左上）是400年来发现的距离我们最近的超新星，肉眼可见。
星空中有时会起些波澜，在某些天区会划过一些不知从何而来的新的星体。其中有一种星体叫“超新星”，自1604年开普勒发现这一类星体以来，天文学家一直在试图得到更多有关它的确切信息。近日，来自智利、美国、加拿大三国的科学家准确地测出了一颗超新星在几个世纪前的回光，并表示通过对这些回光的观测就可测到超新星的位置。这一发现被发表在上个月22日《自然》杂志上。
六十年前就有预测
一些恒星在即将死亡的瞬间，会产生强烈的爆炸，毁灭了自己，却同时触发了新天体的诞生，这种天体就是超新星（supernova）。超新星是最激烈的天体物理现象，它的爆发过程只延续大约一秒钟。由于超新星爆发是一种突发现象，事先并无法预测会在哪出现，必须在亮度达到极大之前发现它。只有同时对一批星系做监测，才能期待它们之中可能会出现超新星。
瑞士天文学家茨威基（FritzZwicky）早在上个世纪30年代末40年代初，便提出了超新星的概念，并预言我们应当可以在巨大恒星爆炸以后很多个世纪里，看到由历史上的超新星所发射出的“回光”。
茨威基的大胆猜想给了天文学家许多启示，长久以来，科学家便希望能通过天象观测确切地看到这些由历史上超新星所发射出的回光，并且可以准确地知道超新星所在之处。
近日，来自“SuperMACHO调查”项目（该项目对“大麦哲伦星云”中数百万恒星进行监测）的数据表明，“大麦哲伦星云”的中心部分是研究超新星回光的较好区域。以雷斯特（ArminRest）为首的研究人员历经4年之久，通过对超新星1987A回光的研究，表示现今的我们也将看到1604年开普勒所看到的超新星，只是要比其晚400年之久。
回光追溯超新星
超新星曾划破长空，留下其印痕，但长久以来真正记录在案的却很少。来自智利、美国、加拿大三国的科学家通过对超新星1987A的观测研究，发现对其回光进行追踪，可以推测出当年历史上所发生的超新星的地点及年代，进而还可以知道这种超新星的类型。
超新星1987A是1987年2月的一个夜晚从地球南半球最先看到的。它是大麦哲伦星云（theLargeMagellanicCloud）中一颗距离地球约16万光年的恒星爆发而成的。后来科学家根据老照片，认定它的“前身”是一颗叫做桑达利克-69°202的超巨星（光度最强的恒星）。
1987A是三百年来被观测到的距离最近的超新星。尽管当时它的冲击波点亮了周围的气体尘埃云，但就连哈勃太空望远镜都没有找到它留下的任何核心残骸。
雷斯特通过对“大麦哲伦星云”的观测，对1987A的回光进行追踪，确定了超新星爆炸的时间。通过天文望远镜的观测，1987A的回光是被不同的光影形象所覆盖，这些回光以不同的形象“现形”。雷斯特等科学家在搜寻更微弱的回光过程中，发现许多微弱回光的运动方向与1987A的回光并非一致。根据呈现的种种结构，科学家们估量回光的运动方向，从而将回光追溯到了“大麦哲伦星云”中年轻超新星残体出现的三个位置。这个发现让我们看到了寻找从开普勒曾经观测过的银河系中的超新星所发射出的回光的前景。
雷斯特还表示可以用分光镜对超新星回光进行测量，从而还原出超新星是于何时出现的，是什么类型的超新星发生了爆炸。研究人员推测出其中两个回光的年龄分别为610年和410年。反推我们便可知道在约610年和410年前，天象中分别出现过超新星现象，只是这些还未能及时地记录下来。
超新星来自恒星爆发
在天文学上，由回光返照出超新星，那么超新星究竟是怎样形成的呢？中国科技大学副教授孔旭介绍，在天文学界关于超新星的理论构想还是缘于爱因斯坦的理论。
根据爱因斯坦提出的质能转化关系，贝特等在上世纪30年代末提出，氢聚变为氦的热核反应是太阳发光发热的能源。通过对太阳内部结构的研究和分析，天文学家们进一步研究了恒星的能源和演化的关系。由于恒星形成时的质量不同，发的光也不同。恒星越大，发光越强烈。
“当恒星的能源减至其终点时，也便出现了超新星，不过说‘新’，完全是因为我们才观测到，其实超新星完全是个快死的老星，”孔旭表示当恒星核心中氢的含量消耗到只剩下1％～2％时，能量供应不足抵住引力，恒星就开始收缩。收缩使核心温度进一步增高，这时恒星核心层开始发生氢转变为氦的核反应，使得恒星外层温度增高而膨胀。而内部核心的温度升得更高，引发了氦的聚变，这时恒星会发生周期性的膨胀和收缩。
大质量的恒星，因引力收缩，使热核反应不断升级直到生成铁的核心。这时恒星的核心再进一步坍缩，外层就会爆发成为“新星”或“超新星”。不过，也有的爆发后就完全散开到宇宙空间去了。
宇宙史上，超新星功不可没
正如研究者所指出的，超新星对于我们认识宇宙、星空的演化起着必不可少的作用。
在“宇宙大爆炸”时，世界上只有氢和氦，仅凭这两种最简单的元素，世界是无法成为适合人类居住之所。超新星爆炸，把氢和氦转化为更重的元素直到超铀元素。这一演化为宇宙的深层演化奠定了基础。对1987A的研究表明，爆炸后的超新星波谱中出现的特征对应着钴元素，以及镍同位素经放射衰变而形成的铁，从而为超新星的爆发合成重元素提供了重要证明。
“超新星爆炸后所‘释放’的物质为宇宙向更深层次的演化奠定了基础。而在另一个方面，除爆炸释放外，恒星死亡的残骸也将混入星际物质中，准备生成更新一代的恒星，”孔旭表示正是在这样的自然生死序列下，宇宙才得以不断演化，而超新星无疑是一重要因素。因此通过回光回溯到超新星的历史、类型，将对我们更好地认识宇宙提供另一通道。
超新星残骸
小麦哲伦星云中的超新星爆发残骸E0102－72这幅图像是由三种不同的照片组合而成，其中红色的影像是用射电波拍摄的，它可以显示出高能量的电子沿着磁场盘旋的轨迹，绿色的影像是用可见光拍摄的，它显示含有氧气的、较冷的气体的分布情况，而蓝色的影像是用X射线拍摄的，它显示出被加热至百万度的较热气体的分布情况，这些气体是被一个向内传播的震波所加热的。
超新星发现史
自古以来，人类对天上突然出现的明亮新天体就有留意。据说希腊人喜帕恰斯于公元前134年在天蝎座中看到这样一颗新星，绘制出了第一张星图。
1054年，在金牛座中人们又看到一颗特别亮的新星，它超过了金星的亮度，并且在几周的时间里白天都可以用肉眼看到。中国和日本的天文学家精确地记录了它的位置，他们的记录一直流传到现在。
1572年，欧洲人第谷仔细地观察了在仙后座出现的一颗新星，并写了《论新星》一书。根据这个书名，新发现的恒星开始被称为新星。1604年，在巨蛇座中也出现了一颗令人注目的新星，它不像1572年出现的那一颗那么亮，但比火星耀眼。开普勒观测到了这颗新星，并在书中做了记载。
望远镜发明之后，新星变得不那么神秘了。当然它们根本不是什么新的恒星，只不过是比较暗的恒星忽然变得明亮可见罢了。1934年，瑞士天文学家茨威基开始在远星系中系统地寻找特别明亮的新星。到1938年，茨威基找到了12颗亮度极不寻常的新星，他将之命名为超新星。
一个星系通常大约50年出现一颗超新星。1987年在南天大麦哲伦星云中出现的超新星1987A是400年来发现的距离我们最近的超新星，肉眼可见。
本报记者李健亚 实习生林越 |
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