韋伯太空望遠鏡發現年輕超新星殘骸中有中子星的證據

近40年前的1987年2月，在大麥哲倫星系（一個距離地球約160,000光年的矮星系）中，一顆大質量恆星死亡引發超新星爆炸，稱為1987A 超新星（SN 1987A）。它的光度在同年5月達到頂峰，並且肉眼可見。在過去的幾十年中，天文學家利用從X射線到射電望遠鏡對這顆超新星殘骸進行研究。理論預測這顆恆星的爆炸應該產生出一顆中子星或者一個黑洞，但長期以來一直在尋找這顆緻密天體的證據都沒有成功，因為超新星爆炸後形成的塵埃遮蔽了它的中心。如今，韋伯太空望遠鏡的新觀測提供第一個確定性證據，顯示出可能是中子星的存在。這是到目前為止對檢測到可能是年輕中子星的高能輻射最佳證據。

1987A 超新星是一顆由高質量恆星核心坍縮所造成的超新星爆炸，理論上它的核心高密度殘骸形成了中子星或黑洞。天文學家一直在尋找對於這樣的緻密天體尋找的直接證據，過去幾年中已經找到了關於超新星殘骸中心存在中子星的間接證據，也對於較老的超新星遺跡（如蟹狀星雲）的觀測證實了中子星存在。然而直到現在，尚未觀察到1987A 超新星，或者任何其它類似最近的超新星爆炸後的中子星的直接證據，這是第一次檢測到可能是年輕中子星的高能輻射。

1987A 超新星是韋伯太空望遠鏡自2022年來觀測的首批天體之一。光譜分析顯示，1987A 超新星中心位置周圍出現一個強烈的負五價的氬離子訊號（失去5個電子的氬原子）。這些離子的產生需要高能光子激發，而這些高能光子必須來自某個地方，經過天文學家討論結果，只有少數情景是可能，所有這些情景都指向新生的中子星，證明中子星存在於37年前觀測到的1987A 超新星的中心。

研究團隊正在規劃及行更多的觀測，包括韋伯太空望遠鏡和地面望遠鏡。研究團隊希望能更清楚地解釋1987A 超新星殘骸中心發生的確切情況。這些觀測將有望促進更詳細模型的發展，最終使天文學家能夠更好地理解不僅僅是1987A 超新星，而是所有核心坍縮超新星的情況。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2024年2月22日出版的《科學》期刊；標題是：Emission lines due to ionizing radiation from a compact object in the remnant of Supernova 1987A