1987年2月23日，一位加拿大天文學家在大麥哲倫星系中發現了一顆5等星，它很快就被證實是一顆超新星，立即在世界各國的天文學界引起了轟動。這是自1604年以來第一顆用肉眼就能看到的超新星，而且大麥哲倫云的距離是16萬光年，是離地球最近的星系。這顆超新星被命名為1987A超新星。它是20世紀最大的天體物理事件之一。
行星介紹
超新星現象很少，銀河系中自1604年發現蛇夫座超新星以來，還從來沒有過。其他星系中的超新星，每年總能發現幾顆，但終究太遙遠，往往是幾百萬光年或更遠。1987年2月23日，一位加拿大天文學家在大麥哲倫星系中發現了一顆5等星，它很快就被證實是一顆超新星，立即在世界各國的天文界引起了轟動。自1604年以來，這是第一顆用肉眼就能容易地看到的超新星。尤其是它是在大麥哲倫云中，而大麥哲倫云的距離是16萬光年，是離地球最近的星系。這顆被命名為1987A超新星的超新星是近400年來所未曾有過的，它是20世紀最大的天體物理事件。
名稱
SN1987A(SN是超新星英語Supernova的縮寫，1987為發現年份，A代表這是當年發現的第一顆超新星)是位于大麥哲倫星系中的狼蛛科星云中的超新星。
發現
1987年2月23日，多倫多大學的天文學家發現，在離銀河系最近的星系——“大麥哲倫云”中有一顆正在爆發的超新星。超新星很少會出現，特別是在離地球較近的太空中更是罕見。平均在一顆星系中，每300年才可能出現一顆超新星。這次爆炸的超新星是時隔400年后首次在距離地球最近的地方發生的爆炸。于是這顆編號為1987A的超新星立即引起了全世界天文學家的關注和重視，迅速成為歷史上被研究最深入的超新星。
20年來，地面和太空的許多大望遠鏡，包括美國航空航天局的哈勃空間望遠鏡在內，都對超新星1987A進行過觀測。這些觀測結果已經大大改變了天文學家對大質量恒星死亡方式的認識，其中最重要的一些線索，應當歸功于哈勃望遠鏡的敏銳視力。
“哈勃望遠鏡拍攝的清晰照片，不僅提出了許多有關超新星1987A的新問題，還幫助找到了答案，”哈佛大學史密森天體物理中心的羅伯特·科什納（Robert Kirshner）說。“事實上，如果沒有愛德文·哈勃，甚至不知道該從哪些問題入手展開研究。”
科什納領導著一個國際合作小組，對這顆死亡的恒星展開了研究。研究類似1987A的超新星非常重要，因為這些爆炸的恒星會產生碳和鐵之類的重元素，這是形成新恒星、星系，乃至人類的重要原料。例如，血液之中的鐵，就是由超新星爆炸產生的。1987A拋出的放射性鐵元素質量相當于2萬顆地球。
這顆超新星距離地球16.3萬光年，位于大麥哲倫云中。事實上，它是在公元前161000年左右爆發的，但它的光直到1987年才抵達地球。
“愛德文·哈勃的觀測幫助改寫了有關超新星的教科書。發現，真實世界的復雜和有趣遠遠超過任何人最大膽的想象。”科什納解釋說，在1987A出現之前，天文學家已經有了一套簡單的、理想化的超新星模型。“當時簡單地認為恒星的爆炸是球對稱的，而且沒有考慮爆炸之前的數千年里恒星噴出的氣體。超新星1987A的爆炸碎片殘骸其實是橢圓形的，并非球形；飛速噴濺的碎片正在撞入數千年前形成的氣體環中。這些都是之前無法想象的。”
天文學家最初發現超新星1987A時，哈勃空間望遠鏡還沒有上天。3年后愛德文·哈勃成功升空，天文學家馬上將它瞄向了這顆爆炸的恒星。哈勃對1987A的觀測始于1990年，至今已經拍攝了數百張照片。通過對其爆發全過程的觀測和研究，人們對1987A超新星有了一定的了解。這一超新星的前身是一顆藍色的超巨星，視星等是12.24等。爆發之后一天，亮度就增加到了4.5等。經過三個月后亮度達到了頂峰。此后，它的亮度就開始逐漸下降，兩年之后，它就降到了11.5等。除此之外，超新星還表現出了一些奇怪的特性。例如，它的亮度總共只增加了幾千倍，這和一般情況下的超新星差的很遠，但是它的亮度變化方式和其他許多特點又表明它肯定是一顆超新星，而不是普通的新星。
揭秘
形成過程
哈勃空間望遠鏡拍攝的照片可以清楚地看到沖擊波撞入氣體環的過程。被沖擊波加熱的氣體團塊，使發光氣體環變成了一串珍珠項圈。天文學家認為，再過幾年，整個氣體環都將變亮。到那時，氣體環的亮度足以照亮這顆恒星的周圍區域，天文學家就能獲得爆炸發生之前，恒星拋射物質方面的更多信息。哈勃太空望遠鏡從1994年到2006年拍攝的超新星1987A，揭示了沖擊波撞入氣體環，加熱其中氣體，使它們發光變亮的過程。
“沖擊波將穿過內環，撞入外環，并使它們發光，到那時將了解更多細節。”科什納說：“沖擊波會帶著追溯恒星爆炸前2萬年的歷史。不過還有許多未解之迷有待研究。仍然不知道恒星爆炸之前的演化過程，也不清楚三個氣體環的形成機制。”
天文學家還在繼續尋找死亡恒星的殘骸——黑洞或中子星的下落。大質量恒星的死亡通常會產生這種致密天體。大部分天文學家認為，20年前的爆炸已經產生了一顆中子星，不過目前仍然沒有找到它存在的線索。科什納說，這顆中子星可能被塵埃掩蓋了，也有可能形成的是黑洞，而不是中子星。
如果哈勃空間望遠鏡能夠恢復正常，并按計劃更新設備，科什納打算利用新設備的紅外觀測能力尋找這個殘骸。預計在2013年發射升空的詹姆斯·韋布望遠鏡，將擁有比哈勃望遠鏡更加敏銳的視力；屆時，氣體環也將變得更加明亮，天文學家將擁有更好的機會，深入剖析這顆爆炸恒星的內部過程。
錢德拉（Chandra）太空望遠鏡最近所做的觀測，已經揭露了超新星1987A周圍火焰環的新細節。這些數據為這顆厄運之星在爆炸之前的最后幾年內的行為提供了新的認識，并且暗示，該恒星亮環的預期顯著增亮已經開始了。
超新星1987A的光學和X射線圖像，左圖為錢德拉望遠鏡拍攝的X射線圖像，右側是哈勃空間望遠鏡拍攝的光學圖像。Image credit: 美國航空航天局/CXC/PSU 這顆超新星是在距離地球僅160,000光年的大麥哲倫云中爆炸的，曾經肉眼可見，是近400年來已知最明亮的超新星。爆炸的地點被確定到了一顆藍色超巨星上，它被稱為Sanduleak-69o202（簡稱為SK-69），質量估計為太陽的20倍左右。后續的光學、紫外和X射線觀測已經使得天文學家們拼湊出了這樣一幅SK-69的演化場景：大約一千萬年前，這顆恒星誕生于一片黑暗致密的塵埃氣體云中。
大概一百萬年前，這顆恒星在緩慢移動的星風之中損失了它外層的絕大部分質量，在周圍形成了巨大的氣體云；在恒星爆炸之前，它的熾熱表面吹出的高速星空在周圍的寒冷氣體云中推開了一個空洞。來自于超新星的強烈紫外閃光照亮了空洞的邊緣，形成了哈勃空間望遠鏡（Hubble）空間望遠鏡所看見的明亮圓環。與此同時，超新星爆炸也產生了一個激波，在空洞中呼嘯著向外推進。
1999年，錢德拉拍到了這個激波，天文學家們已經在熱切地等待著這個激波撞上空洞的邊緣。在那里，它將會遭遇到致密得多的氣體，這是恒星在紅超巨星階段吹出的星風物質堆積而成的。這樣的遭遇會使得X射線輻射產生戲劇性的增長。來自于錢德拉和哈勃太空望遠鏡的最新數據暗示，這個深受期待的事件已經開始了。光學熱斑正環繞在亮環上，就像一串燦爛奪目的鉆石項鏈。錢德拉的圖片則揭露了出現在光學熱斑位置上的、數百萬度的熾熱氣體。
爆發細節
黃色的激波在向外傳播的過程中，遭遇到外圍致密氣體向內側突起的氣體團塊（白色）。它們之間的碰撞將氣體團塊加熱，釋放出可見光和X射線輻射。激波后側的氣體和激波外圍的氣體溫度都還不高，不足以發出X射線。Imagecredit:NASA/CXC/M.Weiss錢德拉獲得的X射線光譜提供了證據，表明光學熱斑和產生X射線的氣體都是由于激波和氣體的碰撞而產生的，前者是不斷向外推進的超新星激波，而后者則是環繞恒星的氣體環中，向內側突出的寒冷氣體團塊。
這些團塊是很久以前，高速星風與環繞恒星的致密氣體云相互作用的結果。這些致密的團塊和可見的環恒星亮環僅僅是一個巨大得多的物質包層的內側邊緣，其中包含的物質總量尚不清楚，它們都是很久以前被SK-69拋射出來的。隨著激波繼續闖入這片致密的氣體云，激波產生的紫外線和X射線輻射將會加熱更多環繞在恒星周圍的氣體。錢德拉·威爾森在不同時間拍攝到的亮環的變化過程。
現象解釋
距地球16萬光年的大麥哲倫星系，1987年曾出現超新星“1987A”三光環奇觀。這種現象的形成過程一直被天文學界認為是不解之謎。近日，兩名日本科學家給出了他們的解釋。
超新星是恒星瀕臨死亡時能量大爆發的“回光返照”，在超新星爆發后，恒星就成為吞噬一切物質和能量的黑洞。日本九州大學教授田中高史和湘南工科大學教授鷲見治一用電子計算機成功再現了這一超新星的光環景象。兩位教授推斷，光環在恒星成為超新星之前的紅巨星階段已經形成。在紅巨星階段，先是恒星濃密氣體向周邊膨脹為球狀，后來，因為恒星內部氣體更為迅速地噴發，氣團成為空心球狀。由于磁場壓力的作用，球狀氣團變成平的環形，而環的上面和下面分別受到恒星北極和南極洲的引力，剝落成三個環。
拍攝時間
圖片的拍攝時間依次是2000年1月17日、2000年12月7日、2001年4月25日、2001年12月1日、2002年5月15日、2002年12月31日、2003年7月8日、2004年1月2日、2004年7月22日和2005年1月9日。
相關內容
G1.9+0.3是銀河系中最年輕的超新星
G1.9+0.3超新星是由一顆恒星爆炸形成的，距離地球2.5萬光年，令人驚奇的是，這顆超新星的年齡僅有140年，它是迄今天文學家發現的銀河系內最年輕超新星。由于周圍的氣體和灰塵遮擋了它的光線，使得天文學家之前很難準確觀測它。這顆超新星的膨脹生長速度很快。
仙后座A超新星是之前最年輕記錄保持者
在發現G1.9+0.3超新星之前，仙后座A（cassiopeia A）是銀河系內最年輕的超新星。天文學家推算仙后座A超新星爆炸的光線首次抵達地球視野是1667年。該超新星看上去很昏暗，可能是由于所釋放的光線被星際塵埃所遮擋的原因。
約翰尼斯·開普勒1604年研究發現了超新星，他發現這是比恒星更明亮、更熾熱的星體，如圖所示，這是銀河系內通過肉眼最后觀測到的一顆超新星。
第谷·布拉赫超新星
丹麥科學家第谷·布拉赫在1572年發現了一顆比金星還要明亮的令人眼花繚亂的恒星爆炸，后人將此次恒星爆炸命名為“第谷·布拉赫超新星”。
這個蟹狀星云是由銀河系內一顆超新星爆炸所形成的，是由中國天文學家觀測發現的，在星云中心部分有一個快速旋轉的中子星。
IC 443水母星云
IC 443水母星云是由距離地球5000光年的一顆恒星死亡過程中形成的。
船帆座超新星看似像一條小河谷，其左后方是一個旋轉的中子星。該超新星位于距離地球800光年的銀河系平面，從這顆超新星上釋放的光線抵達地球需要1.1萬年時間。
面紗星云又被稱為天鵝座環狀殘余，是5000—10000年前一顆超新星爆炸形成的。
相關解釋
超新星1987A光譜
很久以前，超新星1987A的前身——SK-69的大部分外層物質在移動緩慢的星風作用下慢慢脫離出去，在恒星的周圍形成了一個濃密的氣體云。在超新星爆發之前，源自恒星的一股高速的星風把這團寒冷的氣體云吹出一個空洞。紅色的部分表示的就是這個氣體云的內側邊緣。內側的突出物是高速的星風同恒星周圍稠密的氣體環相互作用而產生的。向外擴張的激波（黃色部分）同稠密的突出物相撞擊便產生了在可見光波段以及X射線波上的亮斑（白色部分）。
超新星爆發所產生的殘骸（藍色部分）其擴張速度遠在激波之后，除了那些處在殘骸外圍的稀薄殼層，由于溫度太低殘骸部分不能激發出X射線。
參考資料 >
1987A超新星_騰訊視頻.騰訊視頻.2021-12-29