被突破性兹维基瞬态设施编目的10000多颗爆炸的恒星

(2024-12-07 10:38:28)

标签：

it

杂谈

被突破性兹维基瞬态设施编目的10000多颗爆炸的恒星

By Robert Lea

published 11 hours ago

Stars

“在宇宙中有数万亿颗恒星，而大约每一秒它们中一颗爆炸” 。

当您通过我们网站上的链接购买时我们可能会赚取一个联盟佣金。这里是它如何工作的。Here’s how it works 。

叫仙后座 A 的一个大质量恒星爆炸或超新星的残骸。(Image credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, CXC/SAO/JPL-Caltech/Steward/O. Krause et al., and NRAO/AUI)

兹维基瞬态设施已经达到了一个令人难以置信的里程碑：它已经分类10000多次标志大质量恒星的死亡和吸血鬼恒星残骸的疯狂进食的宇宙爆炸。这些叫超新星的事件无疑是宇宙中最恐惧和最强大的事件的一些。自 2012 年以来，人类已经发现了近 16000 颗超新星。兹维基瞬态设施（ZTF）于 2017 年开始用帕洛玛天文台的 48 英寸望远镜操作，对近三分之二的这些探测是负责的。这使它成为迄今为止规模最大、可以说是最成功的超新星勘测者。

加州理工学院天文学家克里斯托弗·弗雷姆林（Christoffer Fremling）在一份声明中说，“在宇宙中有数万亿颗恒星，而大约每一秒它们中一颗爆炸，达到 10000 个分类是惊人的，但我们真的应该庆祝的是我们已经在我们的为瞬态或天空中变化的天体来浏览宇宙的能力和我们丰富的数据将使科学能够做的令人难以置信的进步” 。

弗雷姆林是明亮瞬态勘察的领导者，一项用兹维基瞬态设施来发现和分类新超新星的努力。

动画显示一颗核坍塌超新星，它创造要么中子星要么黑洞。 (Image credit: INAF/Maurice HPM van Putten et al., ApJL, 2024)

兹维基瞬态设施一直在超新星科学中如此革命性的来的应该可能的不惊奇，因为它在它的名字中甚至有家谱。该项目以加州理工学院天文学家兹维基（Fritz Zwicky ）的名字命名。

1930 年代，兹维基开始用一个小型望远镜从圣地亚哥附近帕洛玛山的寒冷高度狩猎宇宙的爆炸。到 1940 年代，兹维基与他的合作者沃尔特·巴德（Walter Baade）一起移动了他的狩猎超新星到帕洛玛天文台的 48 英寸塞缪尔·奥斯钦（Samuel Oschin）望远镜上。

兹维基和巴德一起发现了大量的这些爆炸，捏造“超新星”术语来描述它们。兹维基跨他的职业生涯发现了 120 多颗超新星于 1974 年去世，直到 2009 年为止保持着狩猎这些恒星爆炸的记录。现在，共享兹维基的名字的超新星狩猎设施继续他创纪录的工作。

为什么超新星分类要紧的

兹维基瞬态设施不只狩猎超新星。该项目能够探测到一系列瞬态天文事件，这些事件是发生并然后从天空褪去的事件。

被兹维基瞬态设施跟踪的瞬态事件包括在太阳系中快速移动的小行星、在所谓的潮汐干扰事件（TDE）中撕裂恒星并吞噬它们的黑洞以及最终合并的恒星碰撞。

兹维基瞬态设施每晚检测到数十万个这些瞬态事件。一旦验证这些检测被发送到一个叫“瞬态名称服务器”的天文数据库。从那里它们对作为一个整体的天文界是可利用的。这允许天文学家用全球范围内的一系列望远镜来跟踪超新星的探测。
兹维基瞬态设施首席调查员、加州理工学院天文学家卡斯里瓦尔（Mansi Kasliwal ）说，兹维基瞬态设施研究超新星的“游戏的名称”是来获取光谱。

她说，“发现仅是第一步。在该领域内光谱是最有价值的货币。没有它你不知道这个天体的物理和化学”。

从这些超新星获得光的光谱允许科学家来确定一系列特征。这包括它们的与地球的距离、从中它们爆发的恒星的化学成分以及至关重要的兹维基瞬态设施已经目睹的哪种类型的超新星。

在被加州理工学院帕洛玛天文台收集的数据中识别的 1000 颗超新星。 (Image credit: Caltech/ZTF/ESA/Gaia/DPAC)

相关到大质量恒星死亡的超新星被指为核坍塌超新星。当大质量恒星耗尽核聚变的燃料时它们发生，并且支持它们抵抗引力向内推的向外能量流停止。

大质量恒星的核坍塌来形成一颗中子星或一个黑洞。这种坍塌发送荡漾进恒星的外层的冲击波，造成一个核坍塌超新星。

一幅插图显示一颗“吸血鬼”白矮星进食一个靠近伴星并以一个 Ia 型超新星爆发。(Image credit: Robert Lea (created with Canva))

另一种类型的超新星当一个已经死亡的恒星一个白矮星残骸吸血鬼的从一个伴星剥离物质时发生。这种物质堆积在白矮星的表面上引发一个热核爆炸，这被视为一个Ia 型超新星。

这个过程通常会抹去白矮星，但也有叫 Iax 型超新星的罕见事件，其中恒星残骸作为一个被蹂躏的“僵尸星”生活着。

来识别 Ia 型超新星是至关重要的，因为它们是一个重要的天文工具。因为 Ia 型爆炸的光输出是如此均匀它们被称为“标准蜡烛”，它们能被用作为一个巨大宇宙测量标杆的里程碑。

被一种叫引力透镜的现象复制了四次的一颗超新星SN Zwicky。 (Image credit: J. Johansson)

然而，兹维基瞬态设施并不只为其他设施狩猎超新星来识别。用帕洛玛天文台的两台光谱仪，兹维基瞬态设施项目还能分类它自己的超新星和被其他设施探测到的超新星。

弗雷姆林说，回到“当我们开始这个项目时我们不知道有多少天文学家会跟进我们的探测，来看到这么多的已经是一个对为什么我们建立兹维基瞬态设施的证明：为不断变化的天体来勘察整个天空，并尽可能快与世界各地的天文学家分享这些数据” 。
该项目的最大成就之一是超新星兹维基（SN Zwicky）的发现，这是一种被一种叫“引力透镜”效应翘曲的宇宙爆炸，这允许它在同一张图像中出现四次。
弗雷姆林去年在加州理工学院的一篇新闻报道中解释说，“那天晚上我正在观测当我看到 SN Zwicky 的透镜的图像时我被绝对震惊，我们用明亮瞬态勘察捕获和分类数千个瞬变，这赋予我们一个来发现非常罕见的现象例如 SN Zwicky的能力” 。