NASA首度侦测到高能伽玛射线，揭开“超亮超新星”能量之谜
美国NASA“费米伽玛射线太空望远镜”（FermiGamma-raySpaceTelescope）近期首次明确侦测到来自“超亮超新星”（superluminoussupernova，SLSN）的高能伽玛射线讯号，为长期争论的超新星能量来源提供重要观测证据。
研究团队分析费米望远镜16年累积资料后，确认位于大熊座、距离地球约4.4亿光年的SN2017egm，是目前唯一展现显著伽玛射线特征的超亮超新星。该研究显示，部分超亮超新星不仅在可见光波段极为明亮，其高能辐射输出亦可能同样强烈，象征高能天文学开启研究此类爆发事件的新观测窗口。本研究已发表在《天文学与天体物理学》期刊上。
超亮超新星SN2017egm于2017年5月23日由欧洲太空总署的盖亚（Gaia）任务发现。该超新星爆发于一个大型棒旋星系NGC3191中；左图显示的是爆发前的星系影像。右图摄于2017年7月1日，可见超新星亮度甚至超越了整个母星系。（Source：NASA）
超新星爆发是指质量远超过太阳的恒星在耗尽核融合燃料后，其核心因重力崩溃形成中子星或黑洞，并将外层物质高速抛射。然而，超亮超新星的可见光亮度可达一般超新星十倍以上，其额外能量来源始终是理论研究焦点。其中最受重视的模型，即为“磁星”（magnetar）驱动机制。磁星是一类拥有极端强磁场的中子星，其磁场强度可达普通中子星千倍以上。研究指出，新生磁星每秒可自转数百次，并产生大量电子与正电子流，形成高能粒子云，即所谓“磁星风星云”（magnetarwindnebula）。在此环境中，粒子交互作用会产生高能伽玛射线，并与超新星抛射物持续碰撞。
研究团队建立理论模型后发现，SN2017egm的可见光与伽玛射线演化特征，与磁星驱动模型高度吻合。理论指出，在爆发后约三个月，随著超新星抛射物逐渐膨胀与冷却，原先受困于内部的伽玛射线便开始外泄，使费米望远镜得以侦测相关讯号。研究人员认为，此结果可能是迄今最直接观测到磁星中央引擎运作的证据之一，也意味著伽玛射线观测可作为探索超新星内部物理的重要探针。此外，晚期光度衰减的不规则性亦暗示，除了磁星供能外，可能尚包含回落物质吸积及震波与周围介质交互作用等复合机制。
研究团队指出，凭借新一代“切伦科夫望远镜阵列天文台”（CherenkovTelescopeArrayObservatory）等高灵敏度地面设施，未来有望在5亿光年范围内探测到更多类似事件。通过太空与地面观测站的协同运作，将能更进一步解析超亮超新星的内部运作机制。
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