[圖文]發現宇宙中恆星出現大爆炸是最優質的星際塵埃來源 | 陽光歷史

 

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[圖文]發現宇宙中恆星出現大爆炸是最優質的星際塵埃來源

2015年09月28日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 159 次

歐洲空間局赫歇爾軌道天文台發現宇宙中恆星出現的「泰坦尼克號」式的大爆炸是最優質的星際塵埃來源,因為星際塵埃在宇宙空間中混合氣體雲等物質可以形成恆星、行星以及可能出現的生命,可以說星際塵埃就像天體的基本原料,而其則來源於死亡的恆星的大爆炸,之所以將其比喻為「泰坦尼克號」式的大爆炸,是因為這類爆炸極為迅猛、釋放能量巨大,這個發現同時也揭開了早期宇宙的奧秘。


16萬光年之遙的SNR 0509 超新星爆炸留下的環狀殘骸


  這個發現是當赫歇爾空間天文台繪製大麥哲倫星雲中的低溫星際塵埃時得出的,大麥哲倫星雲是銀河系的一個近鄰,而對其進行低溫塵埃分佈的繪製正是赫歇爾的強項,因為這些星際塵埃會輻射出遠紅外波長的光,赫歇爾正是被設計成用於在宇宙空間中監測這個波段。同時,赫歇爾也觀測超新星1987A中出現的亮斑,而超新星1987A則是於1987年二月 被觀測到其爆炸,這是在過去400年內最新觀測到的超新星爆炸。


  從這顆超新星爆發被觀測到的那一刻起,天文學家就一直在研究其留下的爆炸殘骸,以及向宇宙空間四處掃蕩的衝擊波。赫歇爾的觀測使得天文學家首次得到關於超新星1987A的清晰遠紅外圖像,同時也揭示出低溫星際塵埃在零下250°的情景,以及這個過程中釋放出超過200倍太陽的能量。


  據英國倫敦大學研究人員Mikako Matsuura(該觀測報告的第一作者)介紹:超新星1987A的遠紅外波段的殘骸的亮度比我們預期的要高很多。通過觀測這些爆炸殘骸的亮度,科學家可以推算出爆炸所產生的星際塵埃的總量。而令人驚訝的是:研究人員計算出的結果與一顆這個級別的超新星爆炸理論上產生的塵埃量不符,前者是後者1000倍,依據這個計算結果,爆炸所產生的星際塵埃足以形成20萬個地球。


  而宇宙中的星際塵埃則是科學家們極大的興趣所在。因為諸如碳、硅、氧以及鐵等重原子並不在大爆炸時產生,而是出現這之後。雖然其對整個宇宙或者我們的太陽系而言,顯得微不足道,但是其對於地球這類的巖質行星以及生命本省而言確實非常重要的,而大多數原子則形成於宇宙中的星際塵埃。然而,我們對於宇宙中星際塵埃的瞭解並不充分,也不完全知道其源自何處,尤其是在遙遠的宇宙空間,也就是早期宇宙中,但是我們現在至少明白了一點:超新星爆炸是星際塵埃的一個重要來源。


  同時,宇宙多數古老的紅巨星也被認為是星際塵埃的生產者,這些塵埃顆粒就像煙囪內的煙灰,隨著恆星中湧動的氣體而瀰漫到宇宙空間中。但是,天文學家目前還未觀測到這樣的恆星存在於早期的宇宙中,所有能觀測到的已經全部化成塵埃了。


  現在,赫歇爾空間天文台為天文學家展示超新星能產生大量的星際塵埃,據此推測:這些星際塵埃的產生過程來自超新星爆炸到冷卻的過程中,由爆炸產生的氣體碎片凝結而成。這就可以在一定程度上解釋了早期宇宙中星際塵埃的來源問題,因為在早期宇宙中,觀測到許多超新星的存在。歐洲空間局赫歇爾項目科學家Goran Pilbratt認為:這是首次觀測到超新星爆炸能產生大量星際塵埃的直接證據。這是一個重大的發現成果,再次為天文學家打開了一個研究早期宇宙的窗口。


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