美科学家揭开2000年前中国古代超新星爆发谜团
这是最早记录的超新星遗迹RCW 86的多波段合成图像，它是由四个太空望远镜的数据制成的。公元185年，东汉的天文学家目睹并记录了这次超新星爆炸。
科学家们宣布，在美国宇航局轨道上的两台太空望远镜的帮助下，他们最近成功地揭开了人类有史以来第一次超新星爆炸的神秘面纱，那次爆炸发生在大约2000年前。
公元185年是东汉，当时中国天文学家观察并记录了天空中的超新星爆炸。他们称之为“客串明星”。《后汉书》中有这样的记载:“十月，桂海南门来了一位客星。它的大小和一顶帽子一样大，而且颜色鲜艳。后来，它逐渐衰落和崩溃。它没有出现在第二年的六月。”也就是说，当时的中国天文学家在夜空中看到了一颗非常明亮的“新星”，颜色鲜艳，直到次年6月才消失，并在空中闪耀了近8个月。20世纪60年代，科学家们经过研究证实，这是人类历史上最早的超新星爆炸记录。
现在，在美国宇航局斯皮策太空望远镜和WISE强大的红外观测能力的帮助下，科学家发现超新星爆炸发生在宇宙中气体和尘埃相对稀少的区域。研究人员称，这样的环境允许超新星爆炸发出的光传播得更快更远。
美国北卡罗来纳州立大学的天文学家布莱恩·威廉斯说:“这颗超新星爆炸留下的残骸现在已经变得非常大，并且膨胀得非常快。事实上，它目前的大小正好是我们预期的2000年爆发的超新星的2-3倍。现在我们终于找到了原因。”威廉姆斯博士是这篇研究论文的第一作者，他们的相关工作论文已经在《天体物理学》上发表。
古代超新星爆炸
这颗发生在2000年前的超新星是RCW 86号，距离地球约8000光年。但是尽管我们知道它的距离，我们仍然有许多关于它的秘密要解决。
首先，最明显的事情是，爆炸留下的超新星遗迹现在明显太大了:如果人类肉眼可以看到红外线，那么你会发现爆炸产生的圆形遗迹已经占据了比夜空中的满月还要大的区域。
科学家需要把所有的线索放在一起找出原因。他们调用了美国宇航局的斯皮策太空红外望远镜和WISE探测器，分析了之前由钱德拉塞卡X射线太空望远镜和欧洲航天局下属的XMM- Newton太空天文台收集的数据，最终找到了一条线索。
他们发现RCW 86属于所谓的Ia型超新星。在双星系统中，一颗与太阳相似的普通成员星正在变老并最终死亡。它收缩成一个致密的白矮星。但是因为它属于双星系统，它开始从它的伴星“窃取”物质。物质以吸积盘的形式下降，到达白矮星的表面。在这个过程中，由于势能释放和摩擦，白矮星的温度持续上升。当这种吸积太快太强烈时，白矮星的质量将继续增加，核心区域的温度将急剧上升，最终在瞬间引发剧烈爆炸，彻底摧毁白矮星。这种爆炸极其强烈。它在一秒钟内发出的能量几乎等于太阳在其整个主序列恒星阶段发出的能量总和，因此它非常明亮。
威廉姆斯说:“一颗白矮星就像一堆被烧过但仍然冒烟的煤渣。如果你在这个时候给它倒一桶汽油，它会立刻再次燃烧。”
这项研究首次揭示了白矮星可以在Ia型超新星爆发前清理自身周围的空白区域。正是这个空白区域可以解释为什么RCW 86疫情仍然如此之大。当爆发发生时，大量的碎片物质迅速向外扩散，随着周围环境被清空，没有气体或灰尘来阻止减速。这使得超新星爆炸产生的球形碎片云迅速扩散到巨大的范围。
更多线索
在斯皮策太空望远镜和WISE探测器的帮助下，科学家们测量了RCW 86号遗迹的温度。然后他们计算出废墟中需要多少气态物质才能将尘埃粒子加热到这个温度。他们的研究结果表明，爆炸残留物自产生以来的大部分时间一直处于低密度环境中，这表明存在一个空白区域。
此前，科学家们怀疑RCW 86是由一颗所谓的“核坍缩超新星”形成的，即一颗恒星死亡。随着核心区域的核燃料耗尽，中心核聚变反应终止，重力占据上风。这颗恒星以极高的速度坍缩到核心，撞上核心的致密部分，然后猛烈反弹，导致剧烈爆炸。这是最猛烈的超新星爆炸。
尽管有线索表明在RCW 86周围有一个低密度的空区域，但人们普遍认为超新星是由核区域的坍塌引起的。然而，这样的空区域存在于这样的超新星中是正常的。在核心坍塌之前，大质量恒星将开始加速外层气体物质向外的质量喷射，影响周围的空间，从而清空一个区域。
然而，Williams和他的同事的工作否定了RCW 86是由核坍缩引起的超新星的结论。来自美国宇航局钱德拉塞卡X射线太空望远镜和欧空局XMM- Newton望远镜的数据显示，天空内部有大量铁元素的痕迹，这通常被认为是Ia型超新星的迹象。结合这些X射线数据和红外波段观测数据，天文学家可以得出结论，RCW 86是Ia型超新星爆炸的残留物。
美国宇航局华盛顿总部的斯皮策和WISE项目科学家比尔·丹西评论道:“这真的很有趣。现代天文学家试图在2000年前解开一个谜，却发现问题本身是错误的。现在，在几个先进的观测工具的帮助下，我们已经解开了这个谜，并最终能够完全理解这个宇宙遗迹背后的不可思议的物理学。然而，我们仍然尊重最先看到超新星爆炸的中国古代天文学家。”