天文常识

-超新星巡天计画

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-的超新星巡天观测计画。使用鹿林前山1米望远镜,搜寻候选星系中新出现的超新星。

超新星是已知的天文现象中,释放最大能量的恒星演化过程,发生时亮度迅速增加,最亮时几乎可与包含一两千亿颗恒星的整个星系亮度相比,然後亮度持续下降,可观测时间有时可以长达数年。虽然超新星爆发的过程时间极为短暂,但瞬间放出极大能量,在爆发过程中产生许多重元素;-时所产生的高能粒子,其能量是地面上任何加速器无法达到的。超新星-标示了恒星的死亡,坍缩的核心则形成中子星或更高密度的黑洞;在超新星爆发过程中组成物质和新的元素被推向宇宙空间,触发了新一代恒星的诞生,也改变了新一代恒星的组成。因为超新星-标志了恒星演化到了末期的一个重要环节,因此搜寻新出现的超新星,以便及早观察同时长期研究,就成了众多天文学以及物理学分支研究的重要课题。

在超新星的研究历程上,天文学家以光谱作为分类的标准,将超新星分为I型和II型两种,I型又分成三种,分别为Ia、Ib和Ic,但後来发现这种分类方式,并不能完全对应於各式超新星的真实物理性质。第一型超新星的第一种(Ia型)来自一个由白矮星和红巨星构成的双星系统,白矮星因吸积红巨星流失的物质,超过了白矮星的质量上限,产生了巨大的-,是为Ia型超新星;第一型的第二种(Ib型)和第三种(Ic型),以及第二型(II型),都是大质量恒星演化到後期的单一恒星-,但是因为各型超新星-时,处於演化的不同阶段,因此光谱各有不同,也因此造成了以前超新星分类上的混淆。

在这几种超新星中,Ia型的超新星由於其-发生在超越白矮星的质量上限时,因此天文学家清楚地知道这类超新星-时的光度,可以作为天文观测上的「标准烛光」,提供这个超新星所在星系准确的距离资讯,这在宇宙学和大尺度结构的研究上都极为关键,近年来天文学家发现宇宙在作「加速膨胀」,从而推论「暗能量」的存在,就是来自精准的Ia型超新星观测。Ib型、Ic型,和II型的超新星目前知道是大质量恒星演化到晚期,核心最後阶段的核融合反应结束,无法持续提供抗拒重力的热能,核心坍缩,继之以巨大的-。

由於超新星的正确分类,需要观测到最初时期的亮度变化,所以超新星的早期发现就十分关键,也因此「超新星巡天」便成了超新星研究的重要环节之一。观测的方式是以不同的时间间隔重复观察同一星系,然後比较不同时间的影像,找出星系中新出现的亮点。因为观测及分析的过程并不复杂,所以世界上有许多专业及业余的研究团队都在进行超新星巡天计划,-的地理位置位於北纬23.5度,可视星场为北天全天,南天则可到达南纬40度,可观察到大部分的天空,适合进行超新星的搜寻。

-超新星巡天计划由中央大学规划进行,利用鹿林一米望远镜进行定期观测,每晚约可观测300个候选星系,即时将新的星系影像与以前观测过的同一星系影像进行比对,找出疑似超新星候选者的星体後,再进一步作光谱确认。整个计画从2003年10月开始,大约以10天为一个观测周期,全年可观测1,500个星系,至今共发现了11颗超新星。

中文关键字:鹿林天文台 , 超新星 , 暗能

英文关键字Lulin Observatory , supernova , dark energy

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