詹姆斯·韦伯望远镜揭示超新星爆炸前被尘埃遮蔽的红色超巨星

长期以来，天文学家一直试图理解为何观测到的红色超巨星在经历超新星爆炸前似乎极为稀少。最近，利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测为这一现象提供了新的见解。

在2024年10月8日发表于《天体物理学杂志快报》的一项研究中，研究人员详细描述了他们识别出的一颗红色超巨星，该星在爆炸成为超新星前被厚重的尘埃严重遮蔽。这是JWST首次在爆炸前如此详细地探测到超新星的前身恒星。

这颗超新星被命名为SN 2025pht，于6月29日在距离地球约4000万光年的一座星系中被发现。此前，JWST和哈勃太空望远镜均对该区域进行了成像，哈勃的观测可追溯至1994年，JWST则于2024年观测。通过对比这些爆炸前的数据集，团队准确定位了后来爆炸的特定恒星。

“我们一直在等待这一刻——在JWST已观测过的星系中发生超新星爆炸，”领导该研究的西北大学查理·基尔帕特里克说。“只有现在，借助JWST，我们终于拥有了足够高质量的数据和红外观测，能够精确描述爆炸的红色超巨星类型及其爆炸前的环境。”

研究发现，这颗前身恒星极其明亮且颜色异常红润，表明它被一层致密的尘埃茧包裹。尽管其亮度约为太阳的10万倍，但由于周围尘埃的遮挡，其可见光亮度被削弱了100倍以上。

“这是我们见过的爆炸为超新星的红色超巨星中最红、最尘埃覆盖的一颗，”研究合著者、西北大学物理与天文学研究生阿斯温·苏雷什指出。

这些发现表明，许多红色超巨星确实会爆炸成为超新星，但常常被厚厚的尘埃层遮蔽，使得它们在光学望远镜下不可见。这一发现有助于解释此前观测中此类恒星爆炸前的稀缺现象。

“这告诉我们，以前观测到的爆炸可能比我们想象的更为明亮，因为我们没有像JWST现在提供的那样高质量的红外数据，”基尔帕特里克补充道。

研究还揭示，包围这颗前身恒星的尘埃富含碳元素，而非红色超巨星中通常见到的硅酸盐基尘埃。这可能表明，在恒星生命的最后阶段，内部强烈的对流将核心的碳元素带至表层，改变了其化学成分，最终导致爆炸。

这一发现为研究大质量恒星的生命周期开启了新视角。借助JWST及即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜，天文学家将能够追踪更多这些隐藏的巨星在生命终末的瞬间。

“随着JWST的发射和罗曼望远镜的即将启用，现在是研究大质量恒星和超新星前身的激动人心的时代，”基尔帕特里克说。“我们将获得的数据质量和新发现，将超越过去30年的所有观测成果。”