科学家观测到110亿光年外最遥远超新星爆发(图）

2009-07-10 22:38

 

天文学家用新技术观测到最遥远超新星，将为揭开大爆炸后宇宙初期星系形成之谜提供线索。

据媒体报道，天文学家通过一项新技术观测到已知宇宙中最遥远的超新星爆发，距地球大约有110亿光年。这一发现将为揭开大爆炸后宇宙初期星系形成之谜提供线索。

宇宙的年龄约为137亿年，而这两个年龄约110亿年的超新星所在的星系应该是宇宙大爆炸后最早形成的众多星系中的一个。这两个最新发现的超新星属于 IIn型，此前已知最遥远的IIn型超新星距地球60亿光年，而此前发现的最遥远超新星距地球90亿光年。天文学家把超新星按它们光谱上的不同元素的吸收线来分成数个类型，如没有氢吸收线的I型，没有氢、氦吸收线，有硅吸收线的Ia型等等。天文家集中加拿大-法国-夏威夷联合望远镜在过去四年的观测数据，创新出一种新技术，从而发现了这两颗最遥远的超新星遗迹，这也标志着天文观测能力的巨大进步。科学家把他们的新观测方法详细情况发表在自然杂志上。

美国加州大学的天文学家杰夫-库克教授是领导这项研究的首席科研人员，他说："宇宙年龄大约为137亿年，因此我们正在观测最早形成的一些天体。"

天文学家通常通过对太空同一区域不同时间拍摄的照片进行比对来找寻超新星。然而在遥远的星系，即使是最大的超新星都因光线过于微弱而难以通过这种方法观测。因此天文学家的视野被限制在银河系及邻近的星系来找寻超新星。这项新技术通过把许多个夜晚中所拍摄下同一区域的太空图片进行均化，可以明显地提高图片的分辨率和清晰度。研究人员把从2003年到2007年之间8个连续"6个月时间段"内所捕获的数据整理出一幅幅图片，每幅图片的形成大约需要130个夜晚的观测数据。

库克教授介绍说，"如果你把所有这些图片堆叠在一起，这样你就可以看得更深远，甚至可以看到更为模糊的天体。这道理有点像摄影技术中长时间按快门的原理。长时间曝光，当然可以捕获更多的光线。"在2005年秋天那个时间段的一幅图片中，天空中两个不同的位置都出现了光猝发现象，这就表明有超新星的存在。

此前，这种长期均化方法并不可行，因为天空中有许多区域都没有经过持续的观测，因此也没有足够详细的数据记录。此前天文学家们研究的天空区域仅为月亮的4倍大小，在该区域中经过四年的观测也仅仅发现2颗久远超新星。研究人员认为，只要有更多的数据图片，利用这项技术就可以发现更多更古老的恒星。负责该项研究的英国牛冿大学天文学家马克-苏利文博士表示，"该技术可以把我们带回到120亿年前。"

超新星爆发其实就是一颗大质量恒星的"暴死"。对于大质量的恒星，如质量相当于太阳质量的8~20倍的恒星，由于质量的巨大，在它们演化的后期，星核和星壳彻底分离的时候，往往要伴随着一次超级规模的大爆炸。这种爆炸就是超新星爆发。

超新星作为许多种恒星生命的最后归宿，可用于检验恒星演化理论。通常认为，最早的超新星爆炸所释放出来的气体在宇宙中与其他物质结合最终又会形成新的恒星和星系，如银河系。通过对早期超新星光线的分析，天文学家可以测定那些气体的化学成份。然后再把这些分析结果与现代星系的化学组成进行对比，天文学家就可以测量银河系等星系的年龄。最遥远超新星的发现无疑会为天文学家研究宇宙初期星系的起源提供新线索。