近日，清华大学物理系教授王晓锋带领团队在著名的风车星系（M101）中首次捕捉到了大质量恒星死亡后1小时的瞬间，为科学家揭开超巨星死亡之谜提供了全新线索。该成果于12月14日在线发表在《自然》上。
红圈为超新星SN 2023ixf爆发的位置，图中标示出了相对爆炸后的时间，可以清晰看出超新星早期激波辐射随着时间推移变蓝变亮。
“大质量恒星演化到生命末期时，通常会产生核心塌缩爆发。该过程引发的激波会产生短暂的强烈辐射。”王晓锋解释，这一极早期辐射信号，也是激波穿透濒死的恒星躯壳并记录沿途复杂物理过程的旅行日志，携带了激波传播、周围环境等关键信息。然而，遗憾的是，高速的激波在短时间内就会消散。因此，在王晓锋团队的研究之前，观测记录都始于恒星死亡后数小时之后并且缺少颜色信息。这也意味着，科学家们对大质量恒星死亡瞬间的了解几乎为空白。
图中的数据点为SN 2023ixf 视星等演化曲线与颜色演化曲线，黑色实线标示出传统激波冷却模型预测演化曲线，黑色虚线代表考虑尘埃影响后（After Extinction）的模型结果。
此次能够捕捉到M101星系上大质量恒星的死亡瞬间，离不开国内外天文爱好者们的助力。王晓锋说，M101星系距离地球约2200万光年，是距离地球最近的星系之一；该星系具有独特的风车造型，加上12年前曾经爆炸产生过一颗明亮的超新星，因而成为天文爱好者的观测对象。今年5月19日，日本一位业余天文学家在M101星系发现了一颗刚刚爆发的超新星，这属于十年一遇的恒星爆发事件。得知此消息，王晓锋敏锐地意识到此次超新星发现背后的重要意义。他立即组织团队启动了后续观测，同时广泛联系国内外天文爱好者，寻求更早的探测图像。
王晓锋团队对爆发极早期的彩色图像进行了多波段信息抽取和精细的流量定标，并基于这些图像信息及团队获取的后续图像开展了深入研究。惊喜连连：首次记录的这一过程的彩色影像揭示了一颗约8500万倍太阳体积的红超巨星从死亡到爆发，形成超新星2023ixf的全过程；详实的多波段观测清晰地展示了超新星爆发极早期破茧而出的红色激波，逐渐转变为蓝色的奇特现象，这一发现也颠覆了传统的恒星死亡瞬间伴随蓝色激波突破的理论预期。研究团队认为，数小时内由红转蓝的渐变激波预示了这颗恒星濒死之时，周围包裹着厚厚的尘埃壳。随着激波迅速外传，这些尘埃在短短数小时内被悉数摧毁。对尘埃摧毁过程的分析表明，这颗超新星的爆发，或包裹它的尘埃层，可能是高度非球对称的。此项研究显著推进了人们对大质量恒星晚期演化和死亡这一宇宙中普遍而神秘过程的认知。
王晓锋为该研究论文的通讯作者，清华大学博士生李盖茨为论文的第一作者。该工作的重要合作者包括中国科学院紫金山天文台、国家天文台、美国加州大学伯克利分校等单位的研究人员。此项工作受到了国家自然科学基金基础科学中心项目、北京市科学技术研究院北科学者项目以及腾讯科学探索奖等项目资助。
近日，清华大学物理系教授王晓锋带领团队在著名的风车星系（M101）中首次捕捉到了大质量恒星死亡后1小时的瞬间，为科学家揭开超巨星死亡之谜提供了全新线索。该成果于12月14日在线发表在《自然》上。
红圈为超新星SN 2023ixf爆发的位置，图中标示出了相对爆炸后的时间，可以清晰看出超新星早期激波辐射随着时间推移变蓝变亮。
“大质量恒星演化到生命末期时，通常会产生核心塌缩爆发。该过程引发的激波会产生短暂的强烈辐射。”王晓锋解释，这一极早期辐射信号，也是激波穿透濒死的恒星躯壳并记录沿途复杂物理过程的旅行日志，携带了激波传播、周围环境等关键信息。然而，遗憾的是，高速的激波在短时间内就会消散。因此，在王晓锋团队的研究之前，观测记录都始于恒星死亡后数小时之后并且缺少颜色信息。这也意味着，科学家们对大质量恒星死亡瞬间的了解几乎为空白。
图中的数据点为SN 2023ixf 视星等演化曲线与颜色演化曲线，黑色实线标示出传统激波冷却模型预测演化曲线，黑色虚线代表考虑尘埃影响后（After Extinction）的模型结果。
此次能够捕捉到M101星系上大质量恒星的死亡瞬间，离不开国内外天文爱好者们的助力。王晓锋说，M101星系距离地球约2200万光年，是距离地球最近的星系之一；该星系具有独特的风车造型，加上12年前曾经爆炸产生过一颗明亮的超新星，因而成为天文爱好者的观测对象。今年5月19日，日本一位业余天文学家在M101星系发现了一颗刚刚爆发的超新星，这属于十年一遇的恒星爆发事件。得知此消息，王晓锋敏锐地意识到此次超新星发现背后的重要意义。他立即组织团队启动了后续观测，同时广泛联系国内外天文爱好者，寻求更早的探测图像。
王晓锋团队对爆发极早期的彩色图像进行了多波段信息抽取和精细的流量定标，并基于这些图像信息及团队获取的后续图像开展了深入研究。惊喜连连：首次记录的这一过程的彩色影像揭示了一颗约8500万倍太阳体积的红超巨星从死亡到爆发，形成超新星2023ixf的全过程；详实的多波段观测清晰地展示了超新星爆发极早期破茧而出的红色激波，逐渐转变为蓝色的奇特现象，这一发现也颠覆了传统的恒星死亡瞬间伴随蓝色激波突破的理论预期。研究团队认为，数小时内由红转蓝的渐变激波预示了这颗恒星濒死之时，周围包裹着厚厚的尘埃壳。随着激波迅速外传，这些尘埃在短短数小时内被悉数摧毁。对尘埃摧毁过程的分析表明，这颗超新星的爆发，或包裹它的尘埃层，可能是高度非球对称的。此项研究显著推进了人们对大质量恒星晚期演化和死亡这一宇宙中普遍而神秘过程的认知。
王晓锋为该研究论文的通讯作者，清华大学博士生李盖茨为论文的第一作者。该工作的重要合作者包括中国科学院紫金山天文台、国家天文台、美国加州大学伯克利分校等单位的研究人员。此项工作受到了国家自然科学基金基础科学中心项目、北京市科学技术研究院北科学者项目以及腾讯科学探索奖等项目资助。
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