超新星遗迹的尘埃失窃案

校的研究助理、天体物理学家斯内扎纳·斯塔尼米洛维奇（Snezana Stanimirovic）说。“不过利用斯必泽，我们能够对远在200,000光年以外的小麦哲伦云，进行真正的高分辨率观测。因为小麦哲伦云中的超新星所经历的情况，与我们所预期的、早期星系的情况相类似，因此这项研究为早期宇宙中尘埃的形成提供了一次独一无二的检验。” 今天（6月6日），斯塔尼米洛维奇在美国天文学会的一次会议上介绍了她的发现。斯塔尼米洛维奇推测，理论与观测之间的差异可能是因为某些因素影响了重元素在尘埃中的聚集效率，或者是因为尘埃在高能超新星激波中被破坏的效率更高，也可能是因为天文学家漏掉了大量更加寒冷的尘埃，因为这些尘埃无法被红外相机拍到。这项发现还暗示，其他的尘埃形成地点，特别是大质量恒星的强大星风，对原始星系中的尘埃积累所起的作用，要比超新星更大。大质量恒星——也就是质量是我们太阳的10到40倍的恒星——在死亡的时候，被认为会经历一场核心的大规模坍缩，同时将恒星的外层向外吹散，将一些重元素，例如硅、碳和铁，喷涌到一个膨胀的球状气云之中。这些尘埃被认为是新一代恒星形成过程的物质来源，那些恒星将拥有更多的重元素。斯塔尼米洛维奇和同事们通力合作，开展了一个名叫“小麦哲伦云斯必泽巡天（S3MC）”的项目。这个小组利用斯必泽望远镜空前的分辨率，研究了这个星系中的大质量恒星、分子尘埃云及其环境之间的相互作用。阿尔贝托·博拉托（Alberto Bolatto）是加州大学伯克利分校的研究助理，是S3MC项目的首席研究员。按照他的说法，“小麦哲伦云就像一个实验室，它的环境更类似于早期宇宙中的那些星系，可以对星系中的尘埃形成做出检验。” “超新星遗迹所产生的大多数辐射都是以红外线的形式发射出来的，”哈佛-史密森天体物理中心的布赖恩·加斯勒（Bryan Gaensler）说。“利用斯必泽，我们终于能够看清这些天体的真正模样了。” 小麦哲伦云是一个不规则矮星系，它和它的同伴——大麦哲伦云一起，围绕着大得多的银河系运行。三个星系的年龄大约都是130亿年。在漫长的岁月之中，银河系一直在推挤这些卫星星系，由此产生的内部湍流可能是这些星系中恒星形成率较低的原因。因此，缓慢的演化使得小麦哲伦云看起来就像是一个非常年轻的星系。 “这些星系确实拥有一段狂野的历史，”斯塔尼米洛维奇说。不过正因为如此，“小麦哲伦云中的尘埃含量和重元素丰度比我们的星系低得多，”她说，“而恒星发出的星际辐射场却比银河系强烈得多。所有这些因素都曾在早期宇宙中出现过。” 多亏了斯必泽红外阵列相机（IRAC）和多波段成像光度计（MIPS）长达50小时的观测，S3MC巡天小组在2005年拍摄了这个星系中心区域的照片。在其中一张照片之中，斯塔尼米洛维奇注意到了一团红色的球状尘埃泡。她发现这个尘埃泡刚好与NASA的钱德拉（Chandra）X射线天文台先前发现的一个强烈X射线源精确对应。事实证明，这个尘埃泡是一个超新星遗迹——1E0102.2-7219，过去几年内，科学家已经在光学、X射线和射电波段对它进行了大量研究，但从来没有人在红外波段看到过它。红外辐射是由温暖的天体发射的，事实上，超新星遗迹发出的辐射表明，这个年龄为1,000年的尘埃泡拥有均匀的温度，大约为120K。它在已知第三年轻的超新星遗迹，也许是一颗质量为太阳20倍的恒星发生-的结果，它的残骸正以每秒大约1,000公里的速度向外膨胀。这些红外数据为科学家提供了一个机会，可以查看那些重元素含量较低的恒星在发生超新星-时，所产生的尘埃是否与目前的理论更为接近。不幸的是，尘埃的总量约为太阳质量的千分之一，至少比理论的预言低了100倍，与我们银河系内著名的超新星遗迹仙后座A的情况有些类似。 S3MC小组计划，未来利用斯必泽望远镜所做的光谱观测，将为这场超新星-所产生的尘埃颗粒的化学成份提供信息。
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