星際塵埃從何而來?天文學家觀測超新星解密

2015-03-21 15:50

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超新星殘骸「人馬座A東」產生的星際塵埃

超新星殘骸「人馬座A東」產生的星際塵埃

宇宙中瀰漫著大量的星際塵埃(interstellar dust),它們從何而來?中美天文學家20日提出了證據。他們利用搭載在波音747(Boeing 747)飛機上的紅外線天文望遠鏡觀測證實,宇宙早期的塵埃來自超新星(supernovae),這類爆炸的恆星堪稱星際塵埃的「生產工廠」。論文刊登在最新一期的《科學快車》(Science Express)

大霹靂(Big Bang)之後,宇宙萬物來自從原始氣體(主要為氫氣)產生的塵埃,而最初的塵埃又來自哪裡?主流觀點是走到生命終點的大質量恆星(即超新星)爆炸中合成的。但問題在於,超新星爆發會釋放巨大的能量和爆震波,並在過程中產生大量塵埃,但人們一直不清楚這些塵埃能否挺過極強烈的爆震波。

美國康乃爾大學(Cornell University)和中國南京大學等機構的研究人員利用「平流層紅外天文台」(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy,SOFIA),對位於銀河系中心的超新星殘骸「人馬座A東」(Sagittarius A East)進行觀測,結果表明,這個年齡約為1萬年的超新星殘骸有7%至20%的塵埃「倖存」下來。

參與研究的南京大學天文與空間科學學院李志遠教授表示,這些塵埃的質量相當於太陽的2/100,足以再造7000個地球。這些塵埃的主要組成是矽、鐵與碳,形體雖小,但是非常重要,從恆星到行星都是由塵埃形成,太陽與地球都不例外,因此科學家對探索宇宙塵埃的來源興致勃勃。

李志遠認為,最新的發現「令人驚訝」,因為此前人們從來沒有在年老的超新星殘骸中探測到塵埃。他說,這一工作為宇宙早期塵埃來源的假想,從實證的角度提供了有力的支持。

「平流層紅外天文台」是美國和德國航太中心( German Aerospace Center)共同出資建造與運行的紅外觀測設備,為降低地球大氣中水分子對其的影響,該設備搭載在波音747飛機上,在平流層高度進行觀測,距離地面高度14公里、飛行速度約為每小時1000公里。

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