中國科學院國家天文臺研究人員將于2014年10月12日在國際天文學期刊The Astrophysical Journal（ApJ）上發(fā)表最新成果：利用最新的空間紅外設備Herschel、Spitzer和地面VLA射電望遠鏡巡天觀測數據，詳細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圍環(huán)境。文章第一作者是國家天文臺天體物理綜合團組博士研究生朱輝, 合作者是其導師田文武研究員和左沛。他們的工作使得人們重新認識了W49B在銀河系中的位置,證實W49B正在與分子云相互作用, 并很好地估計出與W49B周圍存在著形態(tài)相關的塵埃質量。
質量大于8個太陽質量的恒星在內部“燃料”用盡后，一般會通過核坍塌型超新星爆發(fā)的方式結束自己的生命。這樣的爆發(fā)大多數情況下是球對稱的，其拋射物和激波在各個方向均勻擴散。而W49B似乎是他們中很特殊的一個成員。X-ray觀測顯示W49B的拋射物中，鐵元素在一半的區(qū)域中消失了，同時呈現出兩級噴射的結構。結合硫、硅等其他元素的豐度，W49B被認為誕生于一個約25個太陽質量的恒星的不對稱爆炸過程。它可能是銀河系內唯一一個由Ib/c型超新星爆發(fā)形成的超新星遺跡，并且內部很可能隱藏著一個銀河系內最年輕的黑洞（年齡在1000到4000年之間）。W49B的特殊性質在引起廣泛關注的同時，人們對它的位置和周圍環(huán)境的信息仍然知之甚少，有些甚至是自相矛盾的。
國家天文臺研究人員重新分析了W49B及其鄰近天體的中性氫吸收譜。同時結合W49B的射電、紅外以及周圍分子云的形態(tài)和分布確認出W49B實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構中。這一結果符合人們對W49B前身星的預期。研究者在W49B的中紅外光譜中確認出氫分子(H2)純轉動能級譜線H2 (0,0) S(0)–S(7)（見圖1，這些譜線的產生需要較高的激發(fā)溫度，天體的激波過程滿足激發(fā)這些譜線的條件），進一步證實了W49B正在與分子云相互作用。
紅外多波段觀測（圖2）揭示出與W49B形態(tài)相關的塵埃由151K和45K的熱、暖兩種成分組成。暖成分的質量更是達到了6.4±3.2個太陽質量。超新星遺跡的塵埃主要來源有三種：（1）超新星爆發(fā)時產生；（2）超新星遺跡激波掃過星際介質時堆積的塵埃；（3）與超新星遺跡相互作用的分子云和內部殘留致密分子云核的蒸發(fā)過程。其中第一種來源一直被用來解釋高紅移（z>6）星系中觀測到的大量塵埃。對于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的塵埃更有可能來自于與W49B相互作用的分子云及內部殘留致密分子云核的蒸發(fā)過程。
該項研究工作得到國家自然科學面上基金、國家科技部“973”基金的支持。
圖1：在中紅外證認出的W49B天區(qū)的譜線。它們來自于電離、原子和分子三個氣體相。
圖2：W49B所在天區(qū)在12um，24um，70um，160um，250um，350um，500um和21cm波段的輻射
