中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究人員將于2014年10月12日在國(guó)際天文學(xué)期刊The Astrophysical Journal（ApJ）上發(fā)表最新成果：利用最新的空間紅外設(shè)備Herschel、Spitzer和地面VLA射電望遠(yuǎn)鏡巡天觀測(cè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)研究了非常有趣的一顆超新星遺跡W49B（G43.3-0.2）的物理特性和它的周?chē)h(huán)境。文章第一作者是國(guó)家天文臺(tái)天體物理綜合團(tuán)組博士研究生朱輝, 合作者是其導(dǎo)師田文武研究員和左沛。他們的工作使得人們重新認(rèn)識(shí)了W49B在銀河系中的位置,證實(shí)W49B正在與分子云相互作用, 并很好地估計(jì)出與W49B周?chē)嬖谥螒B(tài)相關(guān)的塵埃質(zhì)量。
質(zhì)量大于8個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星在內(nèi)部“燃料”用盡后，一般會(huì)通過(guò)核坍塌型超新星爆發(fā)的方式結(jié)束自己的生命。這樣的爆發(fā)大多數(shù)情況下是球?qū)ΨQ(chēng)的，其拋射物和激波在各個(gè)方向均勻擴(kuò)散。而W49B似乎是他們中很特殊的一個(gè)成員。X-ray觀測(cè)顯示W(wǎng)49B的拋射物中，鐵元素在一半的區(qū)域中消失了，同時(shí)呈現(xiàn)出兩級(jí)噴射的結(jié)構(gòu)。結(jié)合硫、硅等其他元素的豐度，W49B被認(rèn)為誕生于一個(gè)約25個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星的不對(duì)稱(chēng)爆炸過(guò)程。它可能是銀河系內(nèi)唯一一個(gè)由Ib/c型超新星爆發(fā)形成的超新星遺跡，并且內(nèi)部很可能隱藏著一個(gè)銀河系內(nèi)最年輕的黑洞（年齡在1000到4000年之間）。W49B的特殊性質(zhì)在引起廣泛關(guān)注的同時(shí)，人們對(duì)它的位置和周?chē)h(huán)境的信息仍然知之甚少，有些甚至是自相矛盾的。
國(guó)家天文臺(tái)研究人員重新分析了W49B及其鄰近天體的中性氫吸收譜。同時(shí)結(jié)合W49B的射電、紅外以及周?chē)肿釉频男螒B(tài)和分布確認(rèn)出W49B實(shí)際上處于距離我們大約為10千秒差距，由分子云形成的泡狀結(jié)構(gòu)中。這一結(jié)果符合人們對(duì)W49B前身星的預(yù)期。研究者在W49B的中紅外光譜中確認(rèn)出氫分子(H2)純轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)譜線H2 (0,0) S(0)–S(7)（見(jiàn)圖1，這些譜線的產(chǎn)生需要較高的激發(fā)溫度，天體的激波過(guò)程滿(mǎn)足激發(fā)這些譜線的條件），進(jìn)一步證實(shí)了W49B正在與分子云相互作用。
紅外多波段觀測(cè)（圖2）揭示出與W49B形態(tài)相關(guān)的塵埃由151K和45K的熱、暖兩種成分組成。暖成分的質(zhì)量更是達(dá)到了6.4±3.2個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。超新星遺跡的塵埃主要來(lái)源有三種：（1）超新星爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生；（2）超新星遺跡激波掃過(guò)星際介質(zhì)時(shí)堆積的塵埃；（3）與超新星遺跡相互作用的分子云和內(nèi)部殘留致密分子云核的蒸發(fā)過(guò)程。其中第一種來(lái)源一直被用來(lái)解釋高紅移（z>6）星系中觀測(cè)到的大量塵埃。對(duì)于W49B，研究者在綜合分析這三種情況后，排除了第一種情況起主要作用的可能性。W49B的塵埃更有可能來(lái)自于與W49B相互作用的分子云及內(nèi)部殘留致密分子云核的蒸發(fā)過(guò)程。
該項(xiàng)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)面上基金、國(guó)家科技部“973”基金的支持。
圖1：在中紅外證認(rèn)出的W49B天區(qū)的譜線。它們來(lái)自于電離、原子和分子三個(gè)氣體相。
圖2：W49B所在天區(qū)在12um，24um，70um，160um，250um，350um，500um和21cm波段的輻射
