红超巨超新星让天文学家对早期宇宙的构成有了新的认识

艺术家对超新星 1993J 的想象，这是 M81 星系中一颗正在爆炸的恒星

显示超过 110 亿年前一颗红色超巨星爆炸——成为超新星的图像，可以帮助科学家更多地了解早期宇宙。

美国明尼苏达大学双城分校的研究人员根据大爆炸后仅 20 亿年传播到地球的光组成的图像测量了恒星的大小。

显示超新星快速冷却的分析结果发表在《自然》杂志上。

主要作者帕特里克·凯利说：“这是对宇宙演化更早时期超新星的第一次详细观察。” “这非常令人兴奋，因为当宇宙不到当前年龄的五分之一时，我们可以详细了解一颗恒星，并开始了解数十亿年前存在的恒星是否与附近的恒星不同。”

科学界的最佳估计表明，宇宙开始时的大爆炸发生在大约 137 亿年前。

第一颗恒星很可能在宇宙诞生后仅 1 亿年才形成。但是这些早期恒星的大小、颜色和生命周期以及它们开始形成的第一批星系仍然是神秘的。

天文学家希望通过研究早期宇宙中的早期超新星和其他宇宙学事件，可以更深入地了解恒星和星系的形成。最终，这将帮助我们更好地了解我们自己在宇宙中的位置。

Nature论文中分析的红超巨星出现了z = 3 的红移，对应的年龄约为 115 亿年。这意味着来自超新星的光已经行进了 115 亿年才到达我们身边。这比研究到这种细节水平的任何其他超新星都要远约 60 倍。

明尼苏达大学分校的一个国际研究小组使用显示恒星爆炸和冷却演变的图像测量了一颗 110 亿年前的恒星的大小

这颗恒星比我们的太阳大 500 倍，尚未命名。哈勃太空望远镜在 2010 年 12 月拍摄的 Abell 370 星系团图像中注意到了这一点。

利用明尼苏达大学的大型双筒望远镜，研究人员能够对我们进行后续光谱分析，以生成红超巨星的详细图像。这些图像是通过引力透镜实现的，我们和红超巨星之间的星系中的质量使来自恒星的光弯曲，放大了它发出的光。

“引力透镜就像一个天然放大镜，将哈勃望远镜的能量放大了八倍，”凯利解释道。“在这里，我们看到了三个图像。尽管可以同时看到它们，但它们显示的超新星处于不同年龄，相隔数天。我们看到超新星迅速冷却，这使我们能够基本上重建发生的事情，并仅用一组图像研究超新星在最初几天是如何冷却的。它使我们能够看到超新星的重演。”

这项分析与凯利自 2014 年以来对超新星所做的工作相结合，表明年轻宇宙中爆炸的恒星比以前想象的要多。

“核心坍缩超新星标志着大质量、短命恒星的死亡，”第一作者、明尼苏达大学物理与天文学学院的陈文雷博士补充道。“我们探测到的核心坍缩超新星的数量可以用来了解当宇宙更年轻时，星系中形成了多少大质量恒星。”