你如何知道超新星何时爆发？让时钟倒着走

　　大约20万年前，银河系附近的一个伴星系中的一颗巨大的恒星爆炸了。从那时起千亿吨爆炸物碎片向四周的外太空高速扩散。如今它看上去像一个漩涡卷云，它的巨大速度因距离太远而几乎停止。
　　但是实际的爆炸是可以测量的，通过使用一种巧妙的技术让时钟倒着走，天文学家已经确定了爆炸的光第一次到达地球的时间：1746年前，记作175#。
　　哈勃卫星拍摄的宽视角图片显示了超新星残骸1E0102.2-7219（位于中心下方，呈蓝色），它距银河系的伴星系——小麦哲伦星系中的巨大成星星云N76仅数十光年。美国宇航局、ESA和哈勃遗产小组（STSCI/AURA）印证了这个事实。
　　这个残骸星云叫1E0102.2-7219，位于小麦哲伦星云，一个围绕银河系运动的小星系。对残骸的分析表明，这是一颗质量为25~50个太阳质量的巨大行星在其寿命结束时超新星爆发后产生的。
　　残骸从爆炸点扩散，向四周宇宙飞去。其中一些残骸会以每秒2000多功力的速度移动。尽管它离地球如此之远，对这些分开了好几年的超新星残骸（也被称为碎片云）的观测可以显示一些单独的材料结的物理运动。这更容易在更近的超新星如蟹状星云中看到。
　　这正是天文学家为1E0102.2-7219所做的。在2003和2013年，一个天文小组用哈勃的空间望远镜仔细测量了超新星残骸中22团物质的位置，注意到他们从爆炸中心向外运动。一旦这些数据到手，便有可能让他们掉头，并计算他们什么时候在中心相遇-换句话说，自从超新星事件以来已经有多长时间了。这就是我们认为它们的年龄是1746岁的原因。
　　哈勃望远镜观察到一些碎片从超新星的膨胀中心向外扩张（钴，位于左下角），展示了它在2003年的位置（左边的绿色圆圈）和十年后的2013年的位置金星对比（右边的蓝色圆圈）。远离CoE的运动很轻微但明显。巴诺维茨等人证实了这一观测。
　　事实证明——当然！事实上，这比这要复杂一点。一方面，年龄是个上限；爆炸很可能是最近发生的。那是因为宇宙完全是空的，在行星之间存在着气体，向外移动的结必须靠在结上面，这会使它们慢下来。因此当你测量你现在看到它们的速度时，它们不会像过去移动的那样快了。你计算出的速度太低了，因此你得到的年龄比真实的要高，因为你认为他们花了更长的时间才能到达他们真正的位置。
　　它也有助于只使用运动最快的一块。移动较慢的部分没有移动那么多，因此观测之间位置的变化越来越小，更难测量。此外，移动较慢的可能会推动更多的材料，所以他们的速度无疑将扰乱计算。在图片中发现的90多节中，为了避免这个问题，团队只使用最快的移动22节来获得年龄。
　　哈勃太空望远镜观测到的超新星遗迹1E0102.2-7219。随着时间的推移，对膨胀碎片的仔细测量表明，这颗恒星在1738年（ 175年）前爆炸了。气体颜色的蓝色正在向地球移动，气体颜色的红色正在向外太空移动。美国宇航局，欧洲航天局，巴诺维茨和米利萨夫耶维奇（普渡大学）证明了这点。
　　其他的天文学家也使用了各种方法来试图确定残余物的年龄，但各种方法都没有产生那样精确的测量结果。新观测结果的一个优点是，它们不仅是基于使用同一台望远镜（哈勃）进行的观测，而且是基于在同一台相机上进行的观测。这为天文学家提供了一个很好的稳定平台，提供了更好的数据。事实上，这里报告的观测团队确实试图使用较旧的哈勃数据来获得更长的基线，但这些都是在不同的相机上完成的，因而增加了不确定性，这使他们的计算更糟！所以他们放弃了这个想法，坚持用单个相机观察。
　　他们还能够确定天空中超新星发生的地点。这很重要，因为像这样的大质量恒星爆炸可能会留下致密的中子星甚至一个黑洞，如果能找到它，它有助于天文学家更好地了解恒星本身。碰巧的是，有一个x射线源离它们计算的爆炸中心不算太远，中子星和黑洞都可以发射x射线。然而，它离中心也有一定的距离（至少是一光年），他们怀疑它实际上是碎片云本身中的一结气体，而不是爆炸留下的致密物体。如果留下了什么，那就不清楚它是什么或在哪里了。
　　蟹状星云是一个6000光年之外的超新星残骸，我们可以用业余天文学家德特勒夫·哈特曼的图像看到十多年的景象。
　　这都引起了人们的思考。有没有人看到这个事件？哦，公元275年左右？报纸没有提到。超新星位于天空的最南端（-72天纬度），所以当时生活在澳大利亚、南美洲和南非的人们都能看到。不过，可能是太暗了，所以很可能没人注意到，很难找到记录。
　　不过，这是一个很酷也非常有用的工作。了解超新星的年龄对于理解其运动至关重要：碎片如何随着时间的推移而移动，碎片如何变化，它如何与周围的物质相互作用，等等。天文学家们希望用同一台相机得到另一套观测，进一步减少不确定性，并可能有助于找到中心可能留下的东西。如果可以的话，它将对这些测量很有帮助。
　　我已经做过这样的测量，这可能非常困难，也充满了微妙的问题。这是一件令人印象深刻的工作，随着时间的推移，我希望我们会看到更多类似使用我们古老的轨道望远镜的团队，为我们提供了观测之间如此长的时间基线。
　　据我所知，该论文以2013年的观察结果作为该年龄的基线，计算结果为1738岁。再加上8年才能活到2021年，那就是1746岁，尽管不确定性是如此之大（175年），8年并没有任何真正的影响。此外，我忽略了光花了几十万时间才到达我们这里的事实；文章中列出的年龄是自光第一次到达我们这里以来的年龄。
　　by:syfy
　　FY:巽辰
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