SN 1987A三十年
刚刚过去的2月23日是过去400年里最著名的超新星——大麦哲伦云中的SN 1987A爆发三十周年纪念。这是天文学研究进入望远镜时代以来距离地球最近的一次大质量恒星爆发，也是迄今得到被考察得最详尽、最全面的一次。它凭借复杂的行为一路革新着恒星演化理论，丰富着人们对星体球对称爆发简化模型的认识，开启了超新星研究的新纪元。
SN 1987A爆发前（左）后（右）所在天区的对比图。右图以箭头标出了爆发的位置，可见形态明显偏离了对称的球状。图片提供：Anglo-Australian Observatory
说来SN 1987A真的是一颗幸运的超新星。它赶在了大型望远镜业已问世的年代爆发，之后又迎来了哈勃、钱德拉等空间望远镜的发射，这样全球各地的天文学家启用空前强大的现代观测仪器，对这样一颗相对近距离的大质量恒星的死亡全过程进行了持续的考察。它的前身天体——Sanduleak -69°202在爆发之前即已被人拍摄了下来；更不用提的是，中微子探测器在上世纪80年代也已启用，因此人们得以第一次接收到了来自太阳系之外的多信使信息。
30年过去了，时刻发生变化的SN 1987A一直没有脱离天文学家的视线。在1990年发射后不久，哈勃望远镜就注意到了超新星周围的一小两大三个气体环结构，宛如沙漏一般。之前谁也没有在一颗死亡的恒星周围看到过类似的情况。当然，哈勃在入轨之初的灵敏度和分辨率也堪称空前。
星场中的SN 1987A爆发残骸。图片提供：NASA, ESA, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and M. Mutchler and R. Avila (STScI)
这其中，中央直径约1光年的小环最为明亮。随着时间的推移，还有越来越多的明亮团块出现其上。这些团块在10年前差不多就已经联结成串，一直闪烁到了今天。一般认为，环中的浓密物质是前身星在最后两万年作为红巨星演化的过程中经由高速星风抛出的。来自SN 1987A的紫外辐射照彻圆环，让它发光。在超新星日趋变暗之后，紧接着，伴随爆发而来的冲击波最终与环区遭遇，将其中的物质团块加热，从而发出高能和可见光辐射。
SN 1987A亮环在1994年到2016年间的演化。图片提供：NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), and P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
在小环的亮度发生变化的同时，环带最中央的模糊结构也在一路膨胀，从最初的小点扩张成了半光年宽的光斑，这里甚至还有两团残骸高速相向而去。近年以ALMA阵列为首的毫米/亚毫米波望远镜对SN 1987A进行的观测表明，新生超新星遗迹的中心地带富含刚刚形成不久的新鲜尘埃，它们正是前身星爆发后抛洒出来的核心重元素，或许有朝一日会作为新一代恒星和行星诞生的种子。这样的事实证明了先前有关宇宙尘埃诞生机制的猜想，对人们认识恒星生命的循环来说至关重要。
SN 1987A的毫米波（红色）、可见光（绿色）和X射线（蓝色）合成图像。图片提供：NASA, ESA, and A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)；哈勃影像提供：NASA, ESA, and R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation)；钱德拉影像提供: NASA/CXC/Penn State/K. Frank et al.；ALM影像提供：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) and R. Indebetouw (NRAO/AUI/NSF)
近些年来，环上的X射线辐射不再像以前那样增亮，甚至有部分区域已经开始减暗；上图中环带左下方的可见光团块似乎也不如以往鲜明。这似乎在说明，SN 1987A的冲击波刚刚离开了环区，正在向气体密度更低的外围进发。那里存在着一些什么东西？至今无人知晓。至于延伸范围更广的暗淡外环，其特性更是一个持续至今的谜题。
SN 1987A环状结构的模拟图。图片提供：NASA, ESA, and F. Summers and G. Bacon (STScI)
在爆发后的第三个十年之际，天文学家仍在密切关注这颗业已死亡的恒星。整个遗迹系统未来的形态变化是怎样的？内环之外是否分布着其他的致密物质？其中有没有黑洞或中子星显身？这些疑问都有待未来的后续研究来解答。而真实的恒星爆发究竟能够复杂到何等地步？SN 1987A可能不过是人们认识这个话题的开始而已。
