国家天文台的研究人员最近在国际天文学期刊The Astrophysical Journal上发表了一项新的研究成果。这项工作利用了Herschel、Spitzer空间红外望远镜以及地面VLA射电望远镜的数据,详细分析了一个非常有趣的超新星遗迹W49B(G43.3-0.2)的特性和周围环境。文章的第一作者是朱辉,他是一位天体物理综合团组中的博士研究生。朱辉与他的导师田文武研究员和左沛合作完成了这项工作。
质量超过8个太阳质量的大恒星在燃料耗尽后通常会以核坍塌型超新星爆炸结束其生命。这些爆炸大多数情况下是球对称的,其抛射物和激波沿各个方向均匀扩散。而W49B似乎是一个例外。在X-ray观测中,铁元素在半个区域消失,并展现出两级喷射结构。这使得科学家们认为W49B可能是在不对称爆炸过程中形成的一个由Ib/c型超新星爆发产生的遗迹,而且内部可能隐藏着银河系内最年轻的黑洞(年龄介于1000到4000年之间)。
为了更好地理解W49B及其周围环境,国家天文台科研人员重新分析了该地区中性氢吸收谱。此外,他们结合了W49B射电、红外以及邻近分子云形态和分布来确认它实际位于距离我们10千秒差距的一种由分子云形成泡状结构之中。这一结果符合人们对前身恒星预期。
通过分析,在W49B中红外光谱发现氢分子的纯转动能级谱线,这些需要较高温度才能激发,而激波过程满足这些条件,从而进一步证实了它正在与分子云相互作用。
红外多波段观测揭示尘埃主要由151K和45K热、暖两种成分组成,其中暖成分质量达到6.4±3.2个太阳质量。尘埃主要来源包括:(1) 超新星爆发产生,(2) 超新星遗迹激波扫过时积累,(3) 与超新星相互作用及内部残留致密核蒸发。经过综合分析,最终排除了第一种情况起主导作用的情况可能性,而认为尘埃更多来自于与超新_star_相互作用及内部残留致密核蒸发过程。
该项目得到国家自然科学基金委员会面上资金支持,也获得国家科技部973基金资助。