超新星“量产”的秘密

我们的宇宙中，每秒钟都会有一颗超新星爆发。然而，相对于恒星漫长的数百万年生命，超新星事件的持续时间很短。加上大部分望遠镜都无法分辨出银河系外星系内的恒星，因此很难提前预告超新星的爆发。

20世纪90年代，天文学家选择了一批离我们较近的星系，用望远镜对它们进行反复拍摄，通过比对不同时间拍摄的图像来发现超新星。当时的北京天文台兴隆观测站利用一台口径仅有60厘米的望远镜开展寻找超新星的工作，一度处于世界领先水平。

进入21世纪，随着探测器和数据处理技术的进步，使得我们可以快速获得大面积天区的图像，于是更多的大视场巡天项目纷纷启动。现阶段很多巡天计划的单幅图像覆盖的区域可以达到数十平方度（月亮的大小约0.25平方度）。其中计划于2018年展开的ZTF（Zwicky Transient Facility）巡天，甚至可以做到在一个夜晚把整个天空扫描一遍。图像中会有上万甚至几十万颗恒星和星系。

如何在这些恒定不变的天体中找到诸如超新星这样会变化的目标源，一直是很大的挑战。最近几年，科研工作者主要使用图像相减技术，即利用两幅不同时间拍摄的圖像进行对减，把恒星和星系这样的不变天体去除，再利用一些判断标准就可以比较准确地找到超新星候选体。

最新的机器学习技术的引入，有助于更加有效地找到超新星，进而利用其他望远镜对它们进行后随观测。中国天文学者最近几年也在开展大视场超新星巡天项目。清华大学与国家天文台和紫金山天文台合作的TNTS（Tsinghua-NAOC Transient Survey）和PTSS（PMO-Tsinghua Supernova Survey）每年可以发现超过100颗各类超新星。

研究人员利用这些极为早期的超新星观测数据，开展了大量超新星前身星模型的研究工作，为恒星的演化补上了最终的一环。