一颗历史性的超新星，在1181年被中国和日本的天文学家观测到，沉寂了800多年，直到其残骸最近被重新发现。新的研究结果揭示了令人惊讶的特征，给科学家们带来了困惑。一个研究团队现在进行了首次全面的超新星结构和其扩展速度的3D分析。
在1181年，一颗新星出现在仙后座附近，持续六个月的闪耀后消失。这一事件被近一千年前的中国和日本天文学家称为“客星”，吸引了几代科学家的关注。这是少数在望远镜发明之前记录的超新星之一。此外，它长期“孤立”，意味着没有当前的天体可以明确地与其联系起来。现在被称为SN 1181，其残骸在2021年追溯到2013年由业余天文学家Dana Patchick在作为公民科学家倡议的一部分回顾WISE望远镜的档案图像时发现的Pa 30星云。
然而，这个星云并不是普通的超新星残骸。令天文学家惊讶的是，他们在其中心发现了一颗存活的“僵尸星”——一个残骸中的残骸。造成1181超新星的爆炸被认为是发生在一颗稠密的死星上，称为白矮星的热核事件。通常情况下，这样的爆炸会完全摧毁白矮星，但在这种情况下，部分星体幸存下来，形成了“僵尸星”。这一现象被归类为Iax型超新星。更为吸引人的是，从这颗僵尸星延伸出的奇特丝状物，看起来像蒲公英的花瓣。由ISTA助理教授Ilaria Caiazzo和哈佛与史密森天体物理中心的NASA哈勃研究员Tim Cunningham带领的研究人员，对这些不寻常的丝状物进行了前所未有的细致观察。
一个弹道扩展爆炸的3D模型
研究团队利用加州理工学院的凯克宇宙网络成像仪(KCWI)对这一奇特的超新星残骸进行了深入研究。KCWI位于夏威夷最高峰玛乌纳凯亚山的W. M. Keck天文台，海拔超过4000米，是一个专门的光谱仪。
正如其名，KCWI旨在识别被统称为“宇宙网络”的一些最微弱的光源。此外，KCWI的先进设计使其能够为图像中的每个像素收集光谱数据，从而评估恒星爆炸中物质的运动，并有效地创建超新星的3D表示。这是通过观察光在接近或远离我们时的红移或蓝移，类似于我们注意到救护车鸣笛声调随着其驶过而变化的原理。
这一能力使研究人员能够生成星云及其不寻常丝状物的详细3D地图，超越了超新星的典型静态图像。他们发现，这些丝状物的物质以约每秒1000公里的速度弹道扩展。“这表明被抛射的物质自爆炸以来既没有减速也没有加速，”坎宁汉解释道。“因此，通过分析测得的速度，我们几乎可以准确锁定爆炸的年份为1181。”
不寻常的不对称性证据
除了蒲公英状的丝状物和它们的弹道扩展模式外，超新星的整体形状也特别独特。团队揭示，喷射物——在丝状物内被推动远离爆炸的物质——明显不对称，说明这种不对称性源自爆炸本身。丝状物还表现出一个明确的内边缘，勾勒出围绕僵尸星的内“空隙”。“我们对这个超新星残骸的速度和空间特征进行详细的3D特征化，为我们祖先几个世纪前目睹的一个显著宇宙事件提供了见解。然而，它也提出了新的问题，并为天文学家未来的探索带来了新的挑战，”Caiazzo总结道。她在加入ISTA之前，作为加州理工学院理论天体物理的Burke-Sherman Fairchild博士后研究员开始了这个研究项目，并于今年五月加入ISTA。
