NASA的錢德拉X射線天文臺(tái)（Chandra X-ray Observatory）最近觀測(cè)了一個(gè)超新星遺跡。這個(gè)超新星遺跡的形狀提供了線索，讓天文學(xué)家對(duì)發(fā)生大約4500年前的這場(chǎng)恒星爆炸事件有所了解。天文學(xué)家正試圖確定產(chǎn)生這種恒星爆炸的確切機(jī)制。
被稱為超新星遺跡的天體，是爆炸的恒星留下的殘骸，由于溫度極高而發(fā)出明亮的X射線，因此NASA的錢德拉天文臺(tái)剛好是研究這些天體的有力工具。這個(gè)超新星遺跡被稱為G299.2-2.9（以下簡(jiǎn)稱G299），位于我們的銀河系以內(nèi)，但從地球這個(gè)角度看過(guò)去，錢德拉拍攝的新圖像看上去就像是一朵美麗的鮮花。
G299是一顆Ia型超新星留下的遺跡。天文學(xué)家認(rèn)為，Ia型超新星是白矮星發(fā)生的失控的熱核爆炸，這個(gè)過(guò)程將輕元素聚變成重元素，從而釋放出大量的能量。這樣的爆炸發(fā)生在白矮星擁有伴星的情況下。如果這顆白矮星的伴星是一顆普通的、類似太陽(yáng)的恒星，當(dāng)白矮星從它的伴星上偷取了太多的物質(zhì)之后，就可能變得不穩(wěn)定從而發(fā)生爆炸。如果白矮星的伴星是另外一顆白矮星，那么當(dāng)這兩顆恒星最終合二為一時(shí)，也可能觸發(fā)爆炸。（最近，天文學(xué)家剛發(fā)生了一對(duì)可能會(huì)在7億年后合二為一發(fā)生爆炸的白矮星雙星，詳見(jiàn)《發(fā)現(xiàn)白矮星雙星，注定會(huì)合二為一》。）
無(wú)論觸發(fā)機(jī)制是什么，天文學(xué)家很久以前就知道，Ia型超新星的亮度相當(dāng)一致，都極其明亮，通常會(huì)比它們所在的整個(gè)星系還要明亮。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)榭茖W(xué)家可以把這些天體當(dāng)作宇宙里的標(biāo)準(zhǔn)燈塔，讓他們能夠精確測(cè)量幾十億光年以外星系的距離，進(jìn)而測(cè)定宇宙膨脹的速度。
傳統(tǒng)的Ia型超新星模型通常預(yù)言，這些爆炸應(yīng)該是對(duì)稱的，在膨脹過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)近乎完美的球形遺跡。觀測(cè)也表明，與大質(zhì)量恒星坍縮產(chǎn)生的其他類型超新星遺跡相比，Ia型超新星的遺跡更加對(duì)稱——這也支持了那些模型的預(yù)言。
然而，天文學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了一些Ia型超新星，它們的爆炸或許不像先前認(rèn)為的那么對(duì)稱。G299可能就是Ia型超新星里此種另類的例子之一。利用錢德拉天文臺(tái)的長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這顆爆炸恒星的殘骸正在不同的速度朝不同的方向膨脹。
在這張新的X射線圖像中，紅色、綠色和藍(lán)色分別用來(lái)表示錢德拉天文臺(tái)觀測(cè)到的低能、中能和高能X射線。中能X射線包含了鐵元素的發(fā)射線，高能X射線則包含了來(lái)自硅元素和硫元素的發(fā)射線。這些X射線的數(shù)據(jù)被疊加在地面望遠(yuǎn)鏡2MASS巡天項(xiàng)目拍攝的紅外圖像之上，顯示出了這片天區(qū)的恒星。
通過(guò)對(duì)X射線圖像所做的細(xì)致分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)G299存在幾處明顯的不對(duì)稱性。舉例來(lái)說(shuō)，超新星遺跡中心點(diǎn)上方鐵和硅的含量比值，就要比中心點(diǎn)下方稍大一些。從這張照片中就能看出這一差異——這種宇宙之花上半部分更綠一些，而下半部分要更藍(lán)一些。此外，這個(gè)遺跡的右側(cè)有部分區(qū)域明顯被拉長(zhǎng)了一截。在這一區(qū)域，鐵和硅的含量比值與遺跡下半部分類似。
錢德拉X射線數(shù)據(jù)中的這些模式表明，這顆Ia型超新星產(chǎn)生的爆炸可能極其不平衡。也有可能爆炸本身是對(duì)稱的，只不過(guò)遺跡在向外膨脹的過(guò)程中遭遇到了不均勻的介質(zhì)。不管最終如何解釋，對(duì)G299及其他類似天體的觀測(cè)已經(jīng)向天文學(xué)家表明，如此美麗的宇宙之花其實(shí)也可以千差萬(wàn)別。
分析這些結(jié)果的論文近期被發(fā)表在《天體物理學(xué)報(bào)》（The Astrophysical Journal）上。（編輯：Steed）
