40年前,1987年的2月,一場宇宙爆發在南半球的星空上演。發現者是伊恩·謝爾頓(Ian Shelton)和奧斯卡·杜阿爾德(Oscar Duhalde),這兩位天文學家當時正在智利某天文臺做觀測。不過那個天文臺並不是ALMA,當時ALMA還沒蓋,甚至還沒人認真計畫過建個大型天線陣列來觀測外太空發出的毫米波的這件事。無論如何,現在,ALMA已經對這個恆星爆發殘骸做了滿詳細的研究。

這個爆炸的恆星名字是「超新星爆發1987A」。超新星爆發標示一個大質量恆星的死亡。恆星的核會收縮,成為極緻密的天體,也就是一般所稱的中子星,或甚至收縮成黑洞。同時,恆星的大部分是爆發成碎片,結果變成膨脹氣體殼,經過幾世紀那麼久都一直看得見。

超新星爆發過程中,這個快死掉的恆星閃耀出等於一億個太陽的光,所以雖然距離有16萬3千光年遠(一萬五千兆公里!),但是肉眼也很容易看見它。恆星氣體朝太空吹的速度達到時速3千萬公里。這次超新星爆發是史上觀測得最清楚的一次。

多年來,包括哈伯太空望遠鏡、錢卓X射線觀測站等很多望遠鏡都觀測了「超新星爆發1987A」擴張的殘骸。2012年ALMA望遠鏡建造完成,讓天文學家能從毫米及次毫米波去觀測超新星爆發發出的電波。

在超新星爆發40週年的前後,天文學家發表不少和這個爆炸的恆星有關的影像和動態影片。ALMA的觀測顯示出超新星殘骸的塵埃,在次毫米波段的輻射,也知道原來「超新星爆發1987A」是個有效率的塵埃工廠;其他超新星在這方面很可能也差不多。

在這個已經死掉的恆星一生中,恆星內部製造出很多新的元素,包括碳、氮、氧,甚至鐵。當恆星爆炸時,這些元素以及其他大量比較輕的氣體就一起吹進太空中。當這些又亮又熱的物質開始降溫的時候,比較重的元素結合成比較大的分子,凝結成塵埃。

這些塵埃顆粒,未來可能會形成行星形成時的材料。類似像這樣的情景,幾十億年前可能曾發生,我們地球可能也是從別的超新星爆發所造的塵埃形成。所以說,和「超新星爆發1987A」有關的研究,能告訴我們地球自己是怎麼出生的。


 

發現了什麼?

「超新星爆發1987A」是終結了一個大質量恆星一生的一個爆炸,恆星的名稱是Sanduleak -69° 202a,是大麥哲倫雲星系裡的一個藍超巨星,大麥哲倫雲星系是我們銀河系的伴星系。這場超新星爆發發生於1987年2月23日,或者,更精確的說明方式是,超新星爆發發生在16萬3千年以前,而它的光花了那麼長的時間才抵達地球。從那天開始,天文學家一直在研究這個超新星殘骸,但卻還沒有發現,爆炸的恆星內核究竟壓縮成一個密度很高的中子星,或是一個黑洞。

誰發現的

在超新星爆發40週年前後,天文學家發表不少和這個爆炸的恆星相關的影像和動態影片。包括由哈伯太空望遠鏡和錢卓X射線太空觀測站收集和計算的資料。ALMA對「超新星爆發1987A」的觀測計畫,由一個大團隊一起完成,團隊主持人是維吉尼亞大學的Remy Indebetouw。團隊的研究成果發表在《天文物理期刊通訊》。