来源:Melissa Weiss/CfA

剑桥,质量。最近在附近发现了一颗超新星，它的恒星在爆炸前一年喷出的物质相当于整个太阳的质量，这对恒星演化的标准理论提出了挑战。新的观测结果使天文学家能够深入了解恒星死亡和爆炸前的最后一年发生了什么。

SN 2024ixf是2024年5月由日本山形业余天文学家Kōichi Itagaki在其前身或起源恒星爆炸后不久发现的一颗新的II型超新星。SN 2024ixf位于风车星系中，距离地球约2000万光年，它靠近地球，超新星的极端亮度，以及它的年轻年龄使它成为科学家研究超新星爆炸中大质量恒星死亡的可观测数据的宝库。

II型或核心坍缩超新星发生时，红超巨星的质量至少是太阳的8倍，最高可达太阳质量的25倍，在自身重量的作用下坍缩并爆炸。虽然SN 2024ixf符合II型描述，但由哈佛和史密森尼天体物理中心(CfA)的天文学家领导的后续多波长观测，并使用CfA的各种望远镜，揭示了新的和意想不到的行为。

在成为超新星的几个小时内，当爆炸的冲击波到达恒星的外缘时，核心坍缩的超新星会产生一道闪光。然而，SN 2024ixf产生的光曲线似乎不符合这种预期行为。为了更好地了解SN 2024ixf的冲击爆发，由CfA博士后Daichi Hiramatsu领导的一组科学家分析了位于亚利桑那州弗雷德劳伦斯惠普尔天文台的1.5米蒂林哈斯特望远镜，1.2米望远镜和MMT的数据，以及来自全球超新星项目的数据-这是拉斯康布雷斯天文台，美国宇航局尼尔格雷斯斯威夫特天文台的一个关键项目，以及许多其他机构。本周发表在《天体物理学杂志通讯》上的这项多波长研究显示，与预期和恒星演化理论截然相反，SN 2024ixf的激波爆发推迟了几天。

平松说:“延迟的冲击爆发是最近质量损失中存在致密物质的直接证据。”他补充说，这种极端的质量损失是II型超新星的不典型特征。“我们的新观测显示，在爆炸前的最后一年，发生了重大的、意想不到的质量损失——接近太阳的质量。”

SN 2024ixf挑战了天文学家对大质量恒星演化及其形成的超新星的理解。尽管科学家们知道，核心坍缩超新星是宇宙原子、中子星和黑洞形成和演化的主要起源，但对于恒星爆炸发生的年份却知之甚少。新的观测结果指出，在恒星生命的最后几年，潜在的不稳定性会导致极大的质量损失。这可能与恒星核心的高质量元素(如硅)的核燃烧的最后阶段有关。

与平松领导的多波长观测相结合，哈佛大学天文学教授、CfA教授、平松的顾问江户·伯杰(Edo Berger)在夏威夷茂纳克山顶使用CfA的亚毫米波阵列(SMA)对超新星进行了毫米波观测。这些数据发表在《天体物理学杂志通讯》上，直接追踪了超新星碎片和爆炸前丢失的致密物质之间的碰撞。“SN 2024ixf恰好在正确的时间爆炸，”伯杰说。“就在几天前，我们开始了一项新的雄心勃勃的三年计划，用SMA研究超新星爆炸，这颗附近令人兴奋的超新星是我们的第一个目标。”

伯杰说:“了解大质量恒星在生命的最后几年直到爆炸点的行为的唯一方法是在它们非常年轻的时候发现超新星，最好是在附近，然后通过多个波长研究它们。”“使用光学和毫米望远镜，我们有效地将SN 2024ixf变成了一台时间机器，以重建它的祖先恒星直到它死亡的那一刻所做的事情。”

超新星的发现本身，以及随后的后续研究，对世界各地的天文学家都有重大意义，包括那些在自家后院从事科学研究的天文学家。2024年5月19日，Itagaki在他位于日本冈山的私人天文台发现了这颗超新星。Itagaki和其他业余天文学家的综合数据确定了爆炸的时间，精度在两小时内，这使CfA和其他天文台的专业天文学家在他们的调查中处于领先地位。CfA天文学家继续与Itagaki合作进行正在进行的光学观测。

“业余天文学家和专业天文学家之间的合作在超新星领域有着长期成功的传统，”平松说。“就SN 2024ixf而言，Kōichi Itagaki一发现SN 2024ixf，我就收到了他的紧急电子邮件。如果没有这种关系，没有Itagaki的工作和奉献，我们就会错过对大质量恒星的演化及其超新星爆炸进行批判性理解的机会。”

关于天体物理中心|哈佛&史密森尼

天体物理中心|哈佛和史密森尼是哈佛和史密森尼的合作，旨在提出并最终回答人类关于宇宙本质的未解决的最大问题。天体物理中心的总部设在马萨诸塞州的剑桥，在美国和世界各地都有研究机构。