詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了标志性超新星内部的新结构
NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜已经开始研究最著名的超新星之一SN 1987A（超新星1987A）。SN 1987A位于16.8万光年之外的大麦哲伦星云中，自1987年2月被发现以来，近40年来一直是从伽马射线到无线电波长的密集观测目标。韦伯的NIRCam（近红外相机）的新观测为我们了解超新星如何随着时间的推移发展以塑造其遗迹提供了一个重要的线索。
韦伯的NIRCam（近红外相机）拍摄到了SN 1987A（超新星1987A）的详细图像。在中心，超新星喷出的物质形成了一个锁眼形状。在它的左右两侧是韦伯新发现的暗淡的新月结构。在它们之外，还有一个赤道环，由超新星爆炸前数万年喷射出来的物质形成，其中包含明亮的热点。它的外部是弥散辐射和两个微弱的外环。在这幅图中，蓝色代表1.5微米（F150W）的光，青色代表1.64和2.0微米（F164N, F200W）的光，黄色代表3.23微米（F323N）的光，橙色代表4.05微米（F405N）的光，红色代表4.44微米（F444W）的光。
影像来源：NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Cardiff University), R. Arendt (NASA’s Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson
这张图片展示了一个像钥匙孔一样的中心结构。这个中心充满了超新星爆炸喷射出的块状气体和尘埃。尘埃密度如此之大，以至于韦伯探测到的近红外光都无法穿透它，形成了锁眼中的黑暗的“洞”。
一个明亮的赤道环围绕着内锁孔，在腰部形成一条环带，连接着沙漏形外环的两条微弱臂。赤道环是由超新星爆炸前数万年喷出的物质形成，其中包含明亮的热点，这些热点是超新星冲击波撞击环时出现。现在在赤道环的外部也发现了斑点，在它的周围有弥散辐射。这些是超新星冲击撞击更多外部物质的位置。
虽然这些结构已经被NASA的哈勃和斯皮策太空望远镜以及钱德拉X射线天文台不同程度地观测到，但韦伯无与伦比的灵敏度和太空分辨率揭示了这颗超新星遗迹中的一个新特征——小型新月结构。这些新月结构被认为是超新星爆炸喷出的外层气体的一部分。它们的亮度可能是边缘变亮的迹象，这是一种在三维空间中观察膨胀物质时产生的光学现象。换句话说，我们的视角使得这两个新月结构中的物质似乎比实际可能的更多。
这些图像的高分辨率也值得注意。在韦伯之前，现已退役的斯皮策望远镜在其整个生命周期内对这颗超新星进行了红外观测，获得了有关其辐射如何随时间演变的关键数据。然而，它从未能够如此清晰和详细地观测到这颗超新星。
韦伯的NIRCam（近红外相机）拍摄到了SN 1987A（超新星1987A）的详细图像，并对其进行了注释，以突出显示关键结构。在中心，超新星喷出的物质形成了一个锁眼形状。在它的左右两侧是韦伯新发现的暗淡的新月结构。在它们之外，还有一个赤道环，由超新星爆炸前数万年喷射出来的物质形成，其中包含明亮的热点。它的外部是弥散辐射和两个微弱的外环。在这幅图中，蓝色代表1.5微米（F150W）的光，青色代表1.64和2.0微米（F164N, F200W）的光，黄色代表3.23微米（F323N）的光，橙色代表4.05微米（F405N）的光，红色代表4.44微米（F444W）的光。
影像来源: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Cardiff University), R. Arendt (NASA’s Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Stockholm University), and J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology). 影像处理: A. Pagan
尽管自超新星最初被发现以来已经进行了几十年的研究，但仍有几个谜团未解，尤其是围绕着超新星爆炸后应该形成的中子星。和斯皮策望远镜一样，韦伯也将继续观测这颗超新星。它的NIRSpec（近红外光谱仪）和MIRI（中红外仪器）仪器将为天文学家提供捕获新的高保真红外数据的能力，并获得对新发现的新月结构的新见解。此外，韦伯将继续与哈勃、钱德拉和其他天文台合作，为这颗传奇超新星的过去和未来提供新的见解。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系中的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴ESA和CSA领导的一项国际计划。
参考来源：
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-reveals-new-structures-within-iconic-supernova