美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜在探索宇宙奥秘的征程中取得重要进展,其观测到来自罕见超亮超新星的伽马射线,为解开宇宙中能量最剧烈爆炸背后的谜团提供了关键线索。这一发现由一个国际天文学家团队通过对费米望远镜观测数据的深入分析得出,相关研究成果发表在《天文学与天体物理学》期刊上。
此次研究聚焦于六颗距离地球最近的超亮超新星,结果仅有一颗显示出伽马射线存在的证据,这颗超新星就是SN2017egm。它发生在大熊座的NGC3191星系中,距离地球约4.4亿光年,是迄今观测到的距离最近的超亮超新星之一。该超新星由欧洲空间局的盖亚任务发现,在爆发时亮度超过整个星系。
科学家认为,超亮超新星的巨大能量可能源于新形成磁星的驱动。磁星是大质量恒星坍缩时形成的极度磁化中子星,其磁场强度是普通中子星的1000倍,约为冰箱磁铁强度的10万亿倍。新生磁星旋转速度极快,每秒能完成数百次自转,这种快速旋转会产生强大的电子和正电子流。这些粒子形成磁星风星云,其中充满高能粒子,大量相互作用可产生和吸收伽马射线。例如,电子和正电子相互湮灭会产生伽马射线光子,伽马射线碰撞也会产生新的粒子对。随着相互作用持续,伽马射线被困在膨胀的超新星残骸中,大部分能量转化为低能可见光,这解释了超亮超新星为何如此明亮。
研究团队对SN2017egm的光学和伽马射线观测数据进行了详细分析,并与多个理论模型对比。由爱沙尼亚塔尔图大学的因德里克·武尔姆和纽约市哥伦比亚大学的布莱恩·梅茨格开发的模型,模拟了新生磁星的粒子和辐射与超新星喷出膨胀物质的相互作用过程。阿塞罗指出,坍缩发生约三个月后,随着超新星碎片膨胀冷却,伽马射线开始渗出,磁星模型能较好再现超新星最初几个月的亮度及伽马射线到达时间,但在后期可见光不规则消退时,模型仍有待改进。
研究人员推测,在超新星逐渐变暗过程中,其他过程可能也产生了影响,如物质落回磁星,以及膨胀的冲击波与恒星在最终坍缩前几个世纪内排出的物质相互作用等。科学家期望,将切伦科夫望远镜阵列天文台等设施的观测结果与美国国家航空航天局天基望远镜的数据相结合,能进一步增进对超亮超新星这一异常爆炸现象的理解。











