我們的宇宙中,每秒鐘都會(huì)有一顆超新星爆發(fā)。然而,相對(duì)于恒星漫長的數(shù)百萬年生命,超新星事件的持續(xù)時(shí)間很短。加上大部分望遠(yuǎn)鏡都無法分辨出銀河系外星系內(nèi)的恒星,因此很難提前預(yù)告超新星的爆發(fā)。
20世紀(jì)90年代,天文學(xué)家選擇了一批離我們較近的星系,用望遠(yuǎn)鏡對(duì)它們進(jìn)行反復(fù)拍攝,通過比對(duì)不同時(shí)間拍攝的圖像來發(fā)現(xiàn)超新星。當(dāng)時(shí)的北京天文臺(tái)興隆觀測站利用一臺(tái)口徑僅有60厘米的望遠(yuǎn)鏡開展尋找超新星的工作,一度處于世界領(lǐng)先水平。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著探測器和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進(jìn)步,使得我們可以快速獲得大面積天區(qū)的圖像,于是更多的大視場巡天項(xiàng)目紛紛啟動(dòng)?,F(xiàn)階段很多巡天計(jì)劃的單幅圖像覆蓋的區(qū)域可以達(dá)到數(shù)十平方度(月亮的大小約0.25平方度)。其中計(jì)劃于2018年展開的ZTF(Zwicky Transient Facility)巡天,甚至可以做到在一個(gè)夜晚把整個(gè)天空掃描一遍。圖像中會(huì)有上萬甚至幾十萬顆恒星和星系。
如何在這些恒定不變的天體中找到諸如超新星這樣會(huì)變化的目標(biāo)源,一直是很大的挑戰(zhàn)。最近幾年,科研工作者主要使用圖像相減技術(shù),即利用兩幅不同時(shí)間拍攝的圖像進(jìn)行對(duì)減,把恒星和星系這樣的不變天體去除,再利用一些判斷標(biāo)準(zhǔn)就可以比較準(zhǔn)確地找到超新星候選體。
最新的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的引入,有助于更加有效地找到超新星,進(jìn)而利用其他望遠(yuǎn)鏡對(duì)它們進(jìn)行后隨觀測。中國天文學(xué)者最近幾年也在開展大視場超新星巡天項(xiàng)目。清華大學(xué)與國家天文臺(tái)和紫金山天文臺(tái)合作的TNTS(Tsinghua-NAOC Transient Survey)和PTSS(PMO-Tsinghua Supernova Survey)每年可以發(fā)現(xiàn)超過100顆各類超新星。
研究人員利用這些極為早期的超新星觀測數(shù)據(jù),開展了大量超新星前身星模型的研究工作,為恒星的演化補(bǔ)上了最終的一環(huán)。