發現紅移達3.90的最遠超新星

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    澳洲斯威本科技大學（Swinburne University of Technology）研究團隊Jeff Cooke等人，透過位在夏威夷的凱克天文臺（W.M. Keck Observatory），在遙遠宇宙中發現迄今最遙遠的超新星，其亮度比典型超新星還亮10~100倍，或許可提供宇宙最早期的第一代恆星發生爆發的線索。

　　Cooke表示：這種高光度超新星（super-luminous supernova，SLSNe）是極端稀有的類型；事實上，在Cooke等人的最新發現之前，僅在數年前曾觀測到一顆而已。這類型超新星是由質量約100～250倍太陽質量的特大質量恆星（very massive star）爆發而形成，而且其爆發的機制可能與其他超新星完全不同。如果能持續研究這些超新星，瞭解它們死亡時所拋出的化學物質，或許便可解開它們的秘密。

　　對於高光度超新星的形成機制，目前的猜測是認為當質量極大的恆星經歷光子轉換成電子-正電子對（electron–positron pair）的過程中，觸發了一場劇烈的核爆炸。這樣的事件一般比較常發生在早期宇宙中，也就是紅移值（redshift, z）比較高時期，因為彼時的大質量恆星比較多。正因多半發生在早期宇宙中，而且這類事件具有極高的亮度，激發了Cooke等人在早期宇宙中搜尋高光度超新星的興趣，他們設定的搜尋時期為紅移值大於2之時，也就是宇宙年齡小於35億年的宇宙幼齡時期（相當於現今宇宙年齡的1/4之時）。

　　Cooke等人使用凱克1號望遠鏡（Keck I）低解析光譜相機（Low Resolution Imaging Spectrometer，LRIS）確認目標天體的紅移值，並藉機搜尋來自超新星的後期輻射（late-time emission）。事實上，這些超新星所發出的光早在4~6年前就抵達地球，被加法夏望遠鏡深空巡天計畫（CFHT Legacy Survey Deep fields）捕捉到。由於超新星所在的宿主星系非常遙遠，因而極暗，好不容易藉由凱克1號的大口徑及LRIS的高齡敏度的幫助之下，而且好在一些超新星在爆發過後好幾年，其輻射特徵仍明亮的足以偵測到。

　　因此Cooke等人終於經由光譜測量確認2顆z大於2的超新星，紅移值分別在2.05和3.90，其中後者打破了之前z=2.36的超新星最遠記錄。而這項搜尋結果也顯示在宇宙早期時，高光度超新星的產生率至少是現今鄰近宇宙的10倍以上。雖然這個天體的光譜顯示它們並非真正的第一代恆星，但從這些巡天計畫的成效來看，相信不用太久就能找到真正第一代恆星的超新星。

　　宇宙大霹靂誕生之後，宇宙中僅有氫和氦元素，其他的元素都是經由恆星核心的核融合反應或超新星爆炸而逐漸製造出來的。第一代恆星等於是所有重元素的原始製造廠，如果沒有第一代恆星，很可能就不會有後來的星系、太陽甚至像我們地球這樣的行星。因此偵測到第一代恆星是非常重要的。高光度超新星給天文學家帶來的，正是這種希望。