近日,云南大學中國西南天文研究所陳丙秋博士和劉曉為教授基于LAMOST的海量巡天數(shù)據(jù),對近鄰超新星遺跡S147進行了詳細研究,首次發(fā)現(xiàn)了與S147成協(xié)的塵埃云,并將其命名為S147塵埃云。
質(zhì)量超過8個太陽質(zhì)量的大質(zhì)量恒星在演化晚期中心核能耗盡后,將發(fā)生塌縮并引發(fā)超新星爆炸。爆炸拋出的物質(zhì)向外極速膨脹并與周邊星際介質(zhì)發(fā)生作用,形成延展的超新星遺跡。超新星遺跡包含了超新星爆發(fā)釋放的巨大能量和大量重元素(天文學家將重于氫、氦的元素統(tǒng)稱為重元素或金屬元素),對星際介質(zhì)的物理、化學性質(zhì)產(chǎn)生重要影響,是恒星形成及星系化學動力學演化的重要驅(qū)動因素。事實上,有關(guān)超新星遺跡的眾多觀測現(xiàn)象都源于其與不均勻星周/星際介質(zhì)間的相互作用。不僅如此,超新星遺跡還被認為是宇宙高能粒子(如宇宙線)的重要加速場所,超新星遺跡及其與星際介質(zhì)相互作用的研究因此成為闡釋宇宙高能粒子起源的重要一環(huán)。
超新星遺跡S147(G180.0-1.7)是銀河系反銀心方向一個年老的殼狀超新星遺跡,角直徑約200角分,是研究超新星遺跡及其與星際介質(zhì)作用的良好實驗室。2012年,天文學家利用費米伽馬射線太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)在S147區(qū)域有一個延展的伽馬射線源可能與超新星遺跡成協(xié),表明S147可能正在與其周邊大型分子云相互作用。然而傳統(tǒng)的、基于一氧化碳(CO)分子輻射的搜尋并沒有找到與該超新星遺跡成協(xié)并與之發(fā)生相互作用的分子云。云南大學中國西南天文研究所團組基于盱眙反銀心方向測光巡天數(shù)據(jù),結(jié)合2MASS和WISE紅外測光巡天數(shù)據(jù)以及LAMOST大規(guī)模銀河系光譜巡天數(shù)據(jù),精確測量和描繪了S147區(qū)域星際塵埃的三維分布,首次發(fā)現(xiàn)了與S147成協(xié)的塵埃云。該塵埃云的形態(tài)與伽馬射線源十分一致,從而在觀測上證實了該超新星遺跡正在與周邊分子云發(fā)生相互作用。分析還給出了S147的距離約3800光年。這一估計與國際上基于其它分析方法得到的最新結(jié)果非常一致。
本項工作在國際上開辟了一條通過測量和分析星際塵埃三維消光分布來搜尋與超新星遺跡成協(xié)分子云的新路徑。相較于傳統(tǒng)的基于CO分子輻射的方法,該方法避免了CO分子光解效應(yīng)及探測極限帶來的局限,可以有效地搜尋和發(fā)現(xiàn)與超新星遺跡產(chǎn)生相互作用的分子云。此外,該方法克服了銀河系外區(qū)域分子云距離難以測定的困難,能夠給出分子云的精確距離。本項工作已被國際著名期刊英國《皇家天文學會月刊》(MNRAS)接收。
