圖為史上最強超新星爆發的想象圖。北京天文館供圖
北京大學科維理天文與天體物理研究所研究員東蘇勃領導的一支國際團隊，不久前發現了史上最強超新星爆發現象，在國際天文學界引起轟動。研究成果發表于1月15日出版的《科學》雜志上。
據介紹，這顆被命名為ASASSN—15lh的超新星距離地球38億光年，屬于罕見的“貧氫極亮型超新星”家族中的一員。它的發現，有望為揭開極亮型超新星的爆發之謎提供重要線索。
大質量恒星在生命終點發生的劇烈爆炸被稱作超新星爆發
據《后漢書》記載，早在2000年前，我國天文學家就發現了人類歷史上最早的超新星爆發，這顆現被稱為SN185的超新星被天文學家劃歸為Ia型。自那以來，人類記錄了上萬顆超新星爆發，其中最常見的類別就是Ia型。而此次發現的超新星爆發強度超過了Ia型約200倍，并達到此前最高紀錄強度的兩倍以上。據介紹，所謂超新星爆發，就是大質量恒星在其生命終點發生的劇烈爆炸現象。
“由于它輻射的能量太高，目前的超新星理論難以對它的爆發機制和能量來源給予令人滿意的解釋。”東蘇勃表示，ASASSN—15lh達到的最高亮度相當于5700億個太陽，是整個銀河系千億顆恒星總亮度的20倍左右。
據了解，這顆“最強超新星”其實早在2015年6月就被觀測到了。觀測所用的是兩架14厘米口徑的望遠鏡，位于智利安第斯山脈托洛洛山頂，屬于“全天自動超新星搜索項目”的一個節點。該項目的小望遠鏡陣持續不斷地對整個夜空拍照，旨在搜尋突然變亮的、主要包括超新星的“暫現天體”。發現當天，東蘇勃和其合作者立即將有關訊息公開給全球的超新星研究者，引起了天文學家們的強烈興趣，世界上諸多大型望遠鏡和美國NASA的“雨燕”太空望遠鏡也馬上開始了后續觀測，至今都未停止。
天文學家們用譜線來認證超新星拋射物中的化學組分和物理狀態，從而為超新星歸類，并研究其爆發的物理過程。ASASSN—15lh的譜線遠異于該項目已發現的200多顆超新星，東蘇勃團隊的天文學家們起初感到非常困惑。在與同事討論后，東蘇勃突然意識到ASASSN—15lh可能屬于極亮型超新星。此后，他調用“南非巨型望遠鏡”(SALT)成功拍到了所需光譜，證實了推斷。“當看到南非巨型望遠鏡拍攝的光譜并意識到我們發現了史上最強的超新星爆發，我興奮得徹夜難眠。”東蘇勃說。
超新星爆發為我們提供了恒星演化的重要信息
除了爆發強度之外，ASASSN—15lh的溫度也鶴立雞群。以往發現的極亮超新星多在黯淡的矮星系中，但ASASSN—15lh的宿主星系比銀河系還要亮數倍。隨著超新星逐漸變暗，后續觀測將可以更好地研究宿主星系，這對理解貧氫極亮型超新星的爆發環境有重要意義。
解釋極亮超新星能源機制最為流行的理論之一是磁中子星模型。在這個模型中，恒星爆發后會在中心遺留一顆有著極強磁場并飛速自轉的中子星，這顆磁中子星的劇烈磁化星風可將爆炸拋射物加熱到高溫，從而產生輻射。然而，在發現后4個月的時間里，ASASSN—15lh輻射的總能量已經超過了磁中子星理論模型所允許的上限。另一種可能的解釋是，ASASSN—15lh的輻射是由極高質量恒星爆發產生的數十倍于太陽質量的放射性元素衰變導致的。
“ASASSN—15lh的發現對超新星爆發理論提出了一個全新挑戰。”東蘇勃說，“它可能會引發對極亮超新星整體的理論創新，我們將拭目以待。”
超新星爆發能為我們提供有關恒星演化的重要信息，其拋射出幾個太陽質量的恒星碎片豐富了星際空間中重元素和放射性元素的含量，而正是這些重元素形成了生命誕生的基礎。探索超新星爆發，就好像在回應一種原始的呼喚，了解地球和人類真正的起源。(本報記者 周飛亞)