一場來自宇宙誕生初期的“宇宙煙花”被人類成功捕捉。詹姆斯?韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)近日確認(rèn),人類首次觀測到了一顆爆發(fā)于130億年前的超新星,這一事件發(fā)生在宇宙大爆炸后僅7.3億年,刷新了人類對宇宙早期恒星演化的認(rèn)知。
這一發(fā)現(xiàn)始于今年3月14日。中法聯(lián)合研制的SVOM(天基多波段空間變源監(jiān)視器)衛(wèi)星在深空探測到一次異常強(qiáng)烈的伽馬射線暴(GRB),隨后美國NASA的斯威夫特天文臺在同一位置捕捉到X射線信號,將事件定位為編號GRB 250314A的伽馬暴。歐洲多國望遠(yuǎn)鏡接力觀測:北歐光學(xué)望遠(yuǎn)鏡在11小時后記錄到暴余輝的微弱輻射,智利甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)進(jìn)一步測定其紅移值高達(dá)7.3,確認(rèn)該事件發(fā)生于宇宙早期。
由于宇宙膨脹導(dǎo)致的“時間膨脹”效應(yīng),這顆超新星的亮度峰值被延遲了三個半月才抵達(dá)地球。通常情況下,超新星會在幾天至數(shù)周內(nèi)達(dá)到亮度極值,但此次觀測到的光子穿越了130億年的時空,其演化過程被顯著拉長。這一特性為天文學(xué)家提供了獨特的研究窗口。
基于前期觀測數(shù)據(jù),研究團(tuán)隊申請使用韋布望遠(yuǎn)鏡的“主任機(jī)動觀測時間”。7月1日,韋布的近紅外相機(jī)(NIRCam)在伽馬暴位置捕捉到清晰的超新星光信號。荷蘭拉德堡德大學(xué)安德魯?萊文教授指出:“只有韋布望遠(yuǎn)鏡的靈敏度能夠直接證明這些光來自大質(zhì)量恒星坍縮引發(fā)的超新星,這標(biāo)志著人類首次在宇宙年齡僅5%的時期探測到單顆恒星的活動。”
進(jìn)一步分析顯示,該超新星的光譜特征與現(xiàn)代超新星高度相似,其前身恒星質(zhì)量與當(dāng)今典型大質(zhì)量恒星相當(dāng)。但考慮到早期宇宙的重元素豐度遠(yuǎn)低于現(xiàn)今,研究團(tuán)隊推測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能存在細(xì)微差異,這需要更多光譜數(shù)據(jù)支持。韋布望遠(yuǎn)鏡還首次探測到該超新星所在的宿主星系,盡管在圖像中僅呈現(xiàn)為幾個模糊像素,但通過光譜分析仍能推斷其星系環(huán)境特征。
法國巴黎-薩克雷大學(xué)CEA實驗室的埃梅里克?勒弗洛什表示:“這個遙遠(yuǎn)星系與同時期其他星系具有相似特征,說明早期宇宙的恒星形成環(huán)境已存在一定規(guī)律性。”此次發(fā)現(xiàn)的超新星不僅成為人類觀測到的最遙遠(yuǎn)超新星,也是宇宙最初十億年內(nèi)極少數(shù)同時探測到伽馬暴和超新星的事件之一。此前紀(jì)錄保持者同樣由韋布望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn),其爆發(fā)時間約為大爆炸后18億年,新發(fā)現(xiàn)將這一紀(jì)錄大幅提前了10億年以上。











