当前超新星遗迹研究中的若干热点问题

对银河系内历史性超新星"回光"(light echoes)的观测是研究年轻超新星遗迹的重要手段。通过对"回光"进行观测,可以确认其前身星的物理特性,揭示恒星晚期演化过程和其星周介质的三维空间分布。历史性超新星直接"回光"极其暗弱,对其探测最近几年才因新技术的应用而得以实现。综述了河内超新星遗迹包括仅有的已探测到回光现象的两颗年轻超新星遗迹——第谷(SN1572)和仙后座A(CasA)的最新研究进展。研究结果有利于更好地理解Ⅰ型和Ⅱ型超新星的性质,区别两类超新星的爆发机制,加深对超新星的核合成、重元素合成、星系形成和演化、暗能量等的了解。讨论了利用回光观测可以进一步深入开展的研究课题。     

宇宙线的超新星遗迹起源

宇宙线的起源是高能天体物理的核心问题之一.一直以来,超新星爆发被认为是能谱膝区以下宇宙线的主要来源.多波段观测表明,超新星遗迹有能力加速带电粒子至亚PeV (10~(15)eV)能量.扩散激波加速被认为是最有效的天体高能粒子加速机制之一,而超新星遗迹的大尺度激波正好为这一机制提供平台.近年来,一系列较高精度的地面和空间实验极大地推动了对宇宙线以及超新星遗迹的研究.新的观测事实挑战着传统的扩散激波加速模型以及其在银河系宇宙线超新星遗迹起源学说上的应用,深化了人们对宇宙高能现象的认识.结合超新星遗迹辐射能谱的时间演化特性,构建的时间依赖的超新星遗迹粒子加速模型,不仅能够解释200 GV附近宇宙线的能谱反常,还自然地形成能谱膝区,甚至可以将超新星遗迹粒子加速对宇宙线能谱的贡献延伸至踝区.该模型预期超新星遗迹中粒子的输运行为表现为湍流扩散,这需要未来的观测以及与粒子输运相关的等离子体数值模拟工作来进一步验证.     

超新星遗迹SN1572周边的分子气体分布

超新星遗迹(supernova remnant,简写为SNR)在早期阶段的结构和演化是与周围星际介质环境密切相关的,这些星际介质也就成为研究SNR.演化的探针.观测了SN1572方向周围的12CO(J=1-0)谱线,拟调查SN 1572周围CO气体的分布,为研究SN 1572与周围分子气体的关系以及该超新星遗迹的演化提供观测依据.观测结果表明,在视向速度VLSR=-69～-58km s-1范围内的CO分子气体与SN 1572成协,此速度成分来自一个大尺度分子云.分子气体沿着SNR的射电壳边缘连续地但非均匀地分布,形成一个包围着SNR的半封闭的分子壳层.整个东半边有着增强的发射,尤其是东北边缘处的CO发射最强.峰值发射位置的谱线呈致宽(>5km s-1)的速度特征,结合光学,红外、X-射线等其它波段在对应位置上的已有观测,都表明了快速的激波和抛出物质正膨胀进入东北边缘的分子气体中,与稠密的气体发生相互作用.这种相互作用将对SN 1572今后的演化有着重要的影响.     

图片中的天文学——邻近的赛弗特星系

1781年3月,查尔斯·梅西叶和皮埃尔·梅尚出版了梅西叶星表。星表共有103个天体,其中约四分之三由梅西叶发现,约四分之一由梅尚发现。当时可能为了赶出版时间,梅尚最新发现的天体中,M102和M103还没有来得及核对坐标就被编进了星表中,而另外还有四个天体却遗憾地错过了。进入20世纪,人们在重新翻阅梅尚的观测手稿及梅西叶星表副本时发现了梅尚对这四个天体的注释,之后才将它们加入到梅西叶星表中,其中就包括M106。     

发现4100多年前的超新星遗迹——尧帝景星(PKS 1209-52)

《竹书纪年》记载尧``元年丙子帝即位'', ``四十二年景星见于翼''. 《论衡》记载``尧时景星见于轸''. 这可能是出现在翼宿和轸宿之间的超新星. 由已知的干支纪年推算尧帝四十二年是公元前2164年. 把足够宽的范围\lk($180^\circ\pm23^\circ$)作``翼、轸''之间的过渡区域, 在格林(Green)超新星遗迹表中搜索到20颗超新星, 只有高银纬遗迹PKS 1209-52 (G296.5$+$10.0)符合尧帝景星``状如半月''的亮度和年龄限制, 它是尧帝景星(SN-B.C.2164)的唯一候选体. 依据超新星的表面亮度$\varSigma$与线直径D之间的$\varSigma\propto D^{-\beta     

一类壳型超新星遗迹非热辐射含时模型的研究与应用

一般认为超新星遗迹是银河系内高能宇宙线粒子的主要源,粒子(轻子和强子)在超新星遗迹中通过扩散激波加速机制被加速到极相对论性能量.近年来,越来越多的观测特别是X射线和γ射线波段的观测支持了这一观点.阐述了超新星遗迹多波段非热辐射的含时模型的研究情况,并将模型应用于4颗超新星遗迹G347.3-0.5,G266.2-1.2,G8.7-0.1和G23.3-0.3,结果显示模型可以很好地解释这4颗SNRs的多波段观测.     

《宇宙掠影——天文学概要》

这是一本图文并茂的书,引导你用科学的眼光审视关于天体和宇宙的最新知识,激发你的灵感,提升你的科学认知能力,使你更加热爱科学、热爱生活,把个人心灵与人类社会、与广阔自然融为一体,实现自己的人生价值。     

超新星遗迹G1.9+0.3射电流量密度的时间演化

对年轻超新星遗迹的射电观测有助于理解超新星遗迹的早期演化. 选取银河系最年轻的超新星遗迹\lk G1.9+0.3进行了研究. 收集了已有的射电流量密度测量, 转化到同一频率, 从而获得了G1.9+0.3的流量密度在过去近50 yr的演化. 发现流量密度在2008年之前几乎一直在增加, 随后开始减小, 流量密度达到峰值的年龄约为\lk 150--155 yr. 流量密度的增加可能由磁场放大或者粒子加速效率提高产生的高能电子增多导致. 根据流量密度到达峰值的年龄, 结合前人的数值模拟, 讨论了超新星抛射物的质量和超新星爆发释放的动能.     

伴有OH 1720 MHz脉泽发射的混合形态超新星遗迹的X射线特征研究

在银河系中，超新星遗迹的射电巡视揭示了19个伴有OH1720MHz脉泽发射的超新星遗迹．在从超新星遗迹膨胀到分子云的激波波面的后面产生了这一类不寻常的脉泽源．这个模型的重要点是从超新星遗迹来的X射线促使产生OH分子．研究伴有OH1720MHz脉泽发射的混合形态超新星遗迹的X射线特征是很重要的．研究了这19个伴有OH1720MHz脉泽发射的混合形态超新星遗迹的X射线特征．得到了这些源的X射线物理参数之间的一些相关关系和反相关关系．X射线电离率ζ与θ、D、r、r^2等物理量均不相关，而与Lx之间存在着正相关关系．另外超新星遗迹的X射线光度与相伴的OH1720MHz脉泽的最弱的束流量密度之间存在着紧密的正相关关系．这些都说明从超新星遗迹来的X射线发射足够在激波波阵面后面分解水分子并产生OH1720MHz脉泽．     

第十六批天文学名词的推荐译名（中国天文学会天文学名词审定委员会）

中国天文学会名词审定委员会从1985年起开始在《天文学进展》发表天文学名词的推荐译名,到2008年已公布15批共2431个名词。现再推荐第16批105个名词,其中大多数是近年出现的天文学新词。希望读者在使用过程中对译名提出改进意见。     

中德6cm银道面偏振巡天第2天区以及大尺度超新星遗迹的研究

射电偏振观测是研究星际介质性质的有力工具.一方面偏振巡天可以直接指示大尺度磁场的取向,有助于我们理解银河系的大尺度磁场结构和超新星遗迹的演化及其与星际介质的相互作用.另一方面通过结合其他波段偏振数据可以分析星际介质以及偏振源超新星遗迹里面的法拉第旋转,从而得到里面热电子密度、填充因子、规则磁场强度和扰动磁场的性质.之前的偏振巡天主要是在低频波段进行,受法拉第效应的影响很严重,探测到偏振辐射的距离(偏振视界)很近.在6 cm波段,偏振观测受法拉第效应影响很小,我们能够探测到更远的偏振辐射,更好地研究银河系星际介质整体的性质.通过对天区内法拉第屏的研究,可以揭示银河系同步辐射的空间分布以及这些屏本身的物理性质;另外6 cm波段的总强度数据是研究弥漫结构或者大尺度超新星遗迹(其它的大望远镜很难观测到这样大的超新星遗迹)在高频波段谱偏折行为的重要数据,这可以帮助我们理解银河系相对论电子能量分布、盘和晕的相互作用以及大尺度超新星遗迹晚期的演化.     

群星的——天文学星表纵览（3）

到了19世纪初,人们在探索星空的道路上已经走出了很远。1801年柏林天文台台长波德出版的《波德星图》（Uranographia）可以被视作此前时代的总结。这份印刷精美的古典星图以极高的精度标出了全天17240颗恒星的位置,包括了所有7等以上的恒星;加入了威廉姆赫歇尔等人发现的2000多个深空天体;还为各个星座划分了明确的边界。接下来的工作就将在这份蓝图上展开……     

天体演化与元素演化之谜（一）——天文学中的佯谬之四

自从前三篇聊“天”话“佯谬”在本刊发表之后,激发了不少读者的兴致,有的爱好者还来信来电提出了一些十分有趣的题目,鼓励我继续写下去。其中一个趣题中的主角竟是“中子”!乍一想,中子似乎与天文学毫无关系。天文学的直接表象是星空,人类在没有使用火的时代,就已经对天穹上“星火”的分布十分熟悉了,     

群星的族谱——天文学星表纵览（2）

梅西叶搜寻彗星时发现的众多模糊天体,为天文学开辟了新的研究领域。新的目标刺激了新的观测手段和方法,新的发现也彻底改变了人们对宇宙的理解,星表也从此不再局限于恒星。要理清历史的发展脉络我们只能分头来看了。     

图片中的天文学——从“旋涡星云”到“旋涡星系”

照片中间偏红色的亮星名为奎宿九(仙女座β),它是一颗二等星。比奎宿九赤纬高的是梅西叶星表中编号为M31的仙女座大星系(右图上方天体),距离我们约250万光年;赤纬较低的是三角座星系M33(右图下方天体),距离我们约300万光年。M31、M33,以及我们所在的银河系是本星系群中最核心的三个旋涡星系。     

星空“考古”——来自超新星的“回光”

对天文学家而言,来自于遥远天体的星光是他们探索宇宙之秘的最重要资料。最近,通过对超新星爆发后的“回光”的观测,德国、日本和荷兰的天文学家们联手完成了一次漂亮的“星空考古”首次确认了437年前爆发的第谷超新星的真实身份,揭开了这个长达数百年之久的谜团：原来它的前身是一颗白矮星,死亡时变身为一颗Ia型超新星（相关研究论文刊登在12月4日的《自然》（Nature杂志上）。     

群星的族谱—天文学星表纵览（1）

了解天空的奥秘无疑是从星星的位置开始的。早在文字出现之前,人们还在用绘画描述生活场景的时候,就有了对那些明亮光点的记录。久远的历史早已无从考证,虽然中学历史书上还会提到《甘石星经》,但战国时甘德、石申其实各写了一部,早已失传,即使是后人编撰的合集如今也只剩名目而已。古希腊喜帕恰斯（Hipparchus）编制的西方第一本星表也是因为在托勒密的著作中被提及才为世人所知,托勒密整理写入《天文学大成》的1千多颗恒星在整个中世纪都是权威,代表了当时目力的极限。只剩下变化莫测的行星轨道和偶尔光顾的彗星作为那时天文学的全部内容。直到17世纪,望远镜发明之后,人类才得以继续拓展自己的视野……在这漫长的探索历程中,我们对那些遥远世界的所有模糊认识都写在了星表之中,就让我们通过这些坚实的脚印来回顾天文学的发展道路吧!     

做最好的自己——访康奈尔大学吴燕玲博士

《天文爱好者》：燕玲你好。天文学给大家的印象除了神秘就是高深,大家都觉得研究天文是非常不容易的,你当时为什么选择天文专业而且还一直坚持下来了呢？