超新星“量產(chǎn)”的秘密

我們的宇宙中，每秒鐘都會有一顆超新星爆發(fā)。然而，相對于恒星漫長的數(shù)百萬年生命，超新星事件的持續(xù)時間很短。加上大部分望遠鏡都無法分辨出銀河系外星系內的恒星，因此很難提前預告超新星的爆發(fā)。

20世紀90年代，天文學家選擇了一批離我們較近的星系，用望遠鏡對它們進行反復拍攝，通過比對不同時間拍攝的圖像來發(fā)現(xiàn)超新星。當時的北京天文臺興隆觀測站利用一臺口徑僅有60厘米的望遠鏡開展尋找超新星的工作，一度處于世界領先水平。

進入21世紀，隨著探測器和數(shù)據(jù)處理技術的進步，使得我們可以快速獲得大面積天區(qū)的圖像，于是更多的大視場巡天項目紛紛啟動?，F(xiàn)階段很多巡天計劃的單幅圖像覆蓋的區(qū)域可以達到數(shù)十平方度（月亮的大小約0.25平方度）。其中計劃于2018年展開的ZTF（Zwicky Transient Facility）巡天，甚至可以做到在一個夜晚把整個天空掃描一遍。圖像中會有上萬甚至幾十萬顆恒星和星系。

如何在這些恒定不變的天體中找到諸如超新星這樣會變化的目標源，一直是很大的挑戰(zhàn)。最近幾年，科研工作者主要使用圖像相減技術，即利用兩幅不同時間拍攝的圖像進行對減，把恒星和星系這樣的不變天體去除，再利用一些判斷標準就可以比較準確地找到超新星候選體。

最新的機器學習技術的引入，有助于更加有效地找到超新星，進而利用其他望遠鏡對它們進行后隨觀測。中國天文學者最近幾年也在開展大視場超新星巡天項目。清華大學與國家天文臺和紫金山天文臺合作的TNTS（Tsinghua-NAOC Transient Survey）和PTSS（PMO-Tsinghua Supernova Survey）每年可以發(fā)現(xiàn)超過100顆各類超新星。

研究人員利用這些極為早期的超新星觀測數(shù)據(jù)，開展了大量超新星前身星模型的研究工作，為恒星的演化補上了最終的一環(huán)。