當一顆大質量恆星到達生命的盡頭時，會成為超新星爆炸。但有一種獨特的超新星，它的亮度要高得多，天文學家對此瞭解的不多，這種超新星可能會被證明對測量宇宙很有用。這些事件被稱為超超新星，通常比普通超新星亮10到100倍，但要罕見得多。到目前為止，已經發現了大約100個，但這些超超新星事件的許多方面仍然難以捉摸。
例如，為什麼它們比普通超新星要亮得多，是什麼恆星造成了它們？天文學家希望在未來幾年內回答這些和更多的問題，各種研究正在進行中，以前所未有的方式理解這些事件。斯德哥爾摩大學的RagnHild Lunnan博士是Supers項目的聯合研究人員之一，該項目試圖找出哪些恆星導致了超超新星的形成。由於已經發現了幾十個這樣的超超新星活動，該研究團隊正在建立這些活動的最大集合，以努力瞭解更多關於它們的信息。
通過跟蹤這些超新星演化到非常晚的階段，可以破譯它們的結構，這會告訴我們關於爆炸的恆星情況，以及它可能是如何爆炸的。為了發現這些爆炸，研究團隊正在使用一種名為茲維基瞬變設施(ZTF)的相機，該相機是美國加利福尼亞州帕洛馬天文臺的一部分，用來測量天空。預計每個星系每個世紀只有一顆超新星，1000顆甚至10000顆超新星中只有一顆是超超新星。但是，通過同時觀察許多星系和ZTF，就有可能發現更多。
與較老的星系相比，在恆星形成的星系中發現超超新星的頻率更高，這意味著它們很可能是年輕恆星的爆炸。此外，在化學信息的原始的星系中發現它們，天文學家稱之為低金屬丰度，這也是一條線索，它們與非常大質量的貧金屬星有關。早在2018年，團隊發現了一顆超超新星，其周圍環繞著一層巨大的物質外殼，很可能是在其短暫生命的最後幾年噴出，發現物質外殼，表明恆星一定非常大的另一個線索。
走向超新星
超超新星形成的確切過程是另一個問題，通常情況下，恆星可以通過獨立塌縮，或者在爆炸發生之前與一顆被稱為白矮星的小而緻密恆星共享物質，即1a型超新星，成為超新星。但是在超超新星件中會發生什麼呢？來自以色列魏茲曼科學研究所的Avishay Gal-Yam博士一直在試圖回答這個問題，也參與了一項研究項目，該項目一直在使用像ZTF這樣的相機對夜空觀測，這些相機具有高速的觀測頻率。
這意味著它們在事件發生後不久就顯示了一個事件，以研究超新星爆炸。以前只能在超新星發生大約兩週後才能看到它們，但ZTF對天空的持續觀察，使天文學家能夠在大約一到兩天內看到它們，這對超超新星來說特別有用。一顆普通的超新星可以在幾周內變亮和變暗，但超超新星的壽命可以延長几倍，同時達到峰值亮度的速度也會更慢。超超新星爆炸達到頂峰的時間可能需要幾個月，有時甚至更長。
因此，對這些天體的研究重點不是快速觀察，而是持續的後續觀測，這需要幾個月甚至幾年的時間。到目前為止，Gal-Yam博士和團隊已經發表了幾項研究，檢驗了這些事件如何發生的一些理論。一種想法是，正常超新星會留下一顆快速旋轉、高度磁化的中子星，稱為磁星，它就像一塊巨型磁鐵，向超新星爆炸注入能量。但Gal-Yam博士更青睞的理論與倫南博士倡導的理論相同，即大質量恆星坍塌是原因。
距離和標準蠟燭
從能量總量和持續發射的很長時間來看，是什麼產生了如此多的能量，能夠為如此發光的發射提供動力？最耐人尋味的是一顆質量比太陽大100倍的超大質量恆星爆炸。雖然許多關於超超新星的問題仍然沒有答案，但它們已經被證明是宇宙中有用的距離標記。被稱為“標準蠟燭”的明亮事件，如超新星，可以告訴我們一個特定的星系有多遠，因為我們知道它們應該有多亮，即一個標準蠟燭，一種已知光度的物體。
該研究項目著眼於像這樣的超新星爆炸事件如何對宇宙學研究有用。如果你能在天空中找到它，並測量它對我們地球上的人來說有多亮，就能知道它有多遠了。超超新星的亮度使它們特別有用，研究團隊利用智利塞羅託洛美洲天文臺(Cerro Tololo Inter-American Observatory)對夜空進行的暗能量觀測(DES)發現，在距離地球80億光年的星系中，有20多顆超超新星，這給了我們一個新的宇宙距離階梯。
這樣我們得到了遙遠宇宙中這些物體的新數據集，隨著這些超超新星事件的樣本量不斷增加，天文學家現在將希望一勞永逸地回答是什麼導致了這些事件。即將到來的望遠鏡，如智利的維拉·C·魯賓天文臺(Vera C.Rubin Observatory)，可能會被證明是至關重要的，它將對夜空進行新的掃描觀測，並發現比以往任何時候都多的此類天體。處在這個時代，天文學家發現瞭如此之多的天體，即使是稀有的超超新星也是如此，這就很有趣了。
博科園｜研究/來自：Horizon
參考期刊《The EU Research & Innovation Magazine》
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