摘要：借助阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米射電陣列（ALMA）的最新觀(guān)測，我們首次清晰地看到，一個(gè)年輕而著(zhù)名的超新星遺跡——SN 1987A中，充滿(mǎn)了新近形成的塵埃。
借助阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米射電陣列（ALMA）的最新觀(guān)測，我們首次清晰地看到，一個(gè)年輕而著(zhù)名的超新星遺跡——SN 1987A中，充滿(mǎn)了新近形成的塵埃。假如這些塵埃能夠足夠快地散布到星際空間中，就能解釋為何大量星系有著(zhù)蓬頭垢面的外觀(guān)。
ALMA、哈勃、錢(qián)德拉拍攝的SN 1987A的合成圖。
本圖三色偽彩合成，ALMA的毫米波圖像為紅色，哈勃圖像為綠色，錢(qián)德拉的X線(xiàn)圖像為藍色。
星系可能塵埃密布（注1），而我們認為這些塵埃的主要來(lái)源就是超新星爆發(fā)，尤其在早期宇宙中更是如此。但是超新星制造塵埃的直接證據卻一直沒(méi)有真正找到，因此也無(wú)法為遙遠的年輕星系富含塵埃提供合理的解釋?，F在ALMA的觀(guān)測終于實(shí)現了此事。
美國夏洛茨維爾市，弗吉尼亞州立大學(xué)兼國家射電天文臺（NRAO）的天文學(xué)家Remy Indebetouw解釋說(shuō)：“我們發(fā)現明顯存在大量的塵埃，與就在近旁年輕超新星的中央噴流直接相關(guān)。這是我們首次獲得了塵埃形成來(lái)源的真實(shí)圖像，對應了解星系演化具有重大意義?！?/SPAN>
一個(gè)國際天文學(xué)家團隊使用ALMA觀(guān)測了超新星遺跡SN 1987A（注2），它位于大麥哲倫星系（LMC）中，離我們約16.4萬(wàn)光年。自從1064年開(kāi)普勒（Johannes Kepler）發(fā)現銀河系中的超新星以來(lái)，SN 1987A是離我們最近的超新星。
SN 1987A周?chē)h(huán)境的模擬圖像。大圖：34.8MB，版權：ESO，ALMA。
天文學(xué)家預期隨著(zhù)爆發(fā)后的氣體冷卻，在遺跡的寒冷區域中心，氧O、碳C、硅Si原子將結合，產(chǎn)生大量的塵埃。然而，在爆發(fā)500天后使用紅外望遠鏡對SN 1987A的最初觀(guān)測，只發(fā)現了少量的熱塵埃。
基于ALMA的高分辨率和靈敏度，研究者團隊得以繪制多得多的、在毫米波、亞毫米波段發(fā)光的冷塵埃。天文學(xué)家估計，大約有0.25個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的塵埃是新形成的，他們還發(fā)現了巨量的一氧化碳CO、一氧化硅SiO的證據（宇宙中能形成SiO這樣的化合物，譯注）。
Indebetouw繼續解說(shuō)：“自從SN 1987A與周?chē)h(huán)境互動(dòng)以來(lái)，它就成為一個(gè)特殊的場(chǎng)所——我們看到的就是正在發(fā)生的。而ALMA的新觀(guān)測，首次揭示了一個(gè)塞滿(mǎn)物質(zhì)的超新星遺跡，而它在幾十年前還不存在?！?/SPAN>
PDF插圖，ALMA、Hubble的圖像對比。
不過(guò)嘛，超新星既能產(chǎn)生塵埃，也能吹散塵埃微粒。
隨著(zhù)爆發(fā)初始的輻射進(jìn)入太空，它形成的沖擊波產(chǎn)生了明亮的發(fā)光環(huán)，就像哈勃望遠鏡拍攝的早期圖像那樣。隨著(zhù)沖擊波擊中前身星在紅超巨星階段拋出的氣殼，產(chǎn)生了朝向爆發(fā)中心的強烈回彈。Indebetouw接著(zhù)說(shuō)：“在某些情況下，回彈的沖擊波會(huì )猛烈撞擊并摧毀剛剛形成的塵埃團塊。但我們難以準確預估破壞比例，也許只有一點(diǎn)點(diǎn)，也許是1/2~2/3?！奔偃缬凶銐虮壤膲m埃得以留存，并散布到星際空間，就能解釋天文學(xué)家在早期宇宙中探測到的豐富塵埃。
英國倫敦學(xué)院大學(xué)的Mikako Matsuura總結說(shuō)：“早期星系難以置信地含有大量塵埃，而這些塵埃在星系演化中扮演著(zhù)關(guān)鍵角色。今天我們知道有幾個(gè)途徑可以產(chǎn)生塵埃，但在早期宇宙中，絕大部分都來(lái)自超新星爆發(fā)?，F在我們發(fā)現了支持此理論的直接證據?！?/SPAN>
R.Indebetouw團隊的研究報告刊登在《天體物理學(xué)通訊》上，標題：“ALMA發(fā)現超新星SN 1987A中塵埃形成和微粒加速的過(guò)程?！?/SPAN>
附注：
1、宇宙塵埃主要由硅酸鹽和碳粉的微粒組成，它們在地球上也極為常見(jiàn)。蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵與宇宙塵埃非常相似，但是煙塵比宇宙塵埃的碳粒還要大10倍以上。
SN 1987A所在的LMC星空，上方是著(zhù)名的蜘蛛星云。巨圖：177MB。版權：ESO，R. Fosbury。 2、超新星爆發(fā)的光于1987.2.24被發(fā)現，這是當年看到的第一個(gè)超新星（當時(shí)沒(méi)有現在的持續全天空巡天），因此編號為SN 1987A。
