超新星鉴证：用 XRISM 揭开 N132D 的光谱之谜

XRISM的"决心"（Resolve）仪器捕获了大麦哲伦星云中超新星残余物N132D的数据，为该天体绘制了有史以来最详细的X射线光谱。光谱显示了与硅、硫、氩、钙和铁有关的峰值。插图是 XRISM 的 Xtend 仪器拍摄的 N132D 图像。资料来源：JAXA/NASA/XRISM Resolve 和 Xtend

这幅图像是日本宇宙航空研究开发机构 XRISM 任务上的"决心"仪器首次拍摄的高分辨率能谱。它显示了在附近的大麦哲伦云中一颗大质量恒星爆炸后的残骸中产生的 X 射线能量，这颗恒星爆炸后产生了一个名为 N132D 的"超新星残骸"。像这样的光谱将使科学家们能够以前所未有的灵敏度和精确度测量 X 射线发射气体的温度和运动。

光谱显示了 N132D 中存在哪些化学元素。XRISM 可以通过测量每种元素发射的 X 射线光的特定能量（图中 x 轴上的"keV"指的是千电子伏特，一种能量单位）来识别每种元素。XRISM 的"能量分辨率"（分辨不同能量的 X 射线光的能力）令人难以置信。淡淡的灰色线条显示的是来自日本宇宙航空研究开发机构的"铃作"X 射线望远镜上的 XIS 仪器（数据源）的相同光谱。在该光谱显示的能量范围内，XRISM 的能量分辨率要高出 40 多倍。

这张元素周期表描述了每种元素在地球上的主要来源。在两种来源贡献相当的情况下，两种来源都会出现。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心

这种能量范围使科学家们能够区分硅（Si）、硫（S）、氩（Ar）、钙（Ca）和铁（Fe）等元素--这些元素只有在超新星爆炸中才会产生（见上图）。XRISM 可以帮助我们测量它们的丰度和速度。它还能让我们绘制出超新星残骸与其周围环境相互作用所导致的化学元素运动和分布的三维地图。这为我们提供了有关产生超新星残余物的爆炸性质以及元素分布的线索，而这些元素最终构成了我们所知的地球和生命的组成部分。

通过该光谱，XRISM 将以前无法区分的硫和铁尖峰分离出来，并成功地探测到硅和钙尖峰，其清晰度超过以往任何时候。令人难以置信的锐利光谱与 XRISM 的 Xtend 仪器同时拍摄的同一超新星残余物的右上方图像相得益彰。

编译来源：ScitechDaily