放射性钛衰变　激发超新星SN 1987A残骸发光

▲超新星SN 1987A放射性钛衰变，激发残骸发光。(图／引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

国际中心／综合报导天文学家利用欧洲太空总署(ESA)的Integral X射线太空望远镜，首度在1987A超新星残骸(SNR 1987A)中直接侦测到放射性钛元素。这些天文学家认为，过去至少20年中，SNR1987A很有可能是受到放射性钛在衰变的过程中所释放的能量激发而发光。

恒星就像核子炉，在其核心不断进行氢融合成氦的工作。当恒星质量大于太阳的8倍时，当核心的氢燃料用尽时，恒星会向内收缩，如此一来会将核心温度推高到足以制造相当重的元素的核反应，例如钛、铁、钴和镍等。猛烈的收缩将导致反弹，并发生超新星爆炸，将这些重元素抛向太空。

超新星爆炸由于威力超猛，释出能量极多因而相当明亮，甚至有段时间可比它所在的宿主星系总亮度还亮。当初始的闪光过后，超新星残骸的总光度转而由爆炸产生的放射性元素自然衰变过程中释出的能量来维持。

镍-56、钴-56放射性元素衰变，转成铁-56

每种元素在衰变过程中，都会辐射出某些特定波长的能量，天文学家便可经由光谱谱线来了解超新星爆炸抛出物质的化学组成，这些物质多半环绕在这颗爆炸的恒星周围，成壳层状分布。

右：G299.2-2.9：一个中年的超新星残骸，图／引用自台北天文馆之网路天文馆网站

超新星SN 1987A位在离银河系最大的卫星星系「大麦哲伦星系」(Large Magellanic Cloud)中，距离很近，只有16.6万光年，因此当它于1987年2月发生超新星爆炸时，甚至用肉眼就可以看到爆炸的光；因它是1987年发现的第一颗超新星，因而编号为1987A。

在爆炸的最盛时期，天文学家在爆炸喷出物的外层侦测到氧到钙等元素的特征；之后很快地，喷出物内层因爆炸而形成的物质特征也显示有镍-56到钴-56等放射性元素衰变；这些放射性元素半衰期仅短短的数百天后，他们最后会衰变成铁-56。

目前只在SN 1987A和仙后A残骸中侦测到钛-44

爆炸25年之后的今日，经过Integral太空望远镜长达1000小时的高能X射线波段观测，天文学家首度在SNR 1987A中侦测到到放射性元素钛-44。这是第一次有直接证据证明SNR 1987A中有钛-44这种放射性元素产物，而且钛-44的含量还非常多，又由于钛-44的半衰期长达60年，在超新星爆炸3年之后，到超新星爆炸物质与周边拱星物质有交互作用为止，SN 1987A的亮光基本上都来自钛-44，时间长达20年以上。

钛-44应是在SN 1987A前身恒星发生核心塌缩后不久就产生的。俄罗斯科学研究院太空研究所的格列别涅夫(Sergei Grebenev)表示，分析观测资料后，他们估计这个超新星残骸中的钛-44总质量约相当于0.03%倍太阳质量。这个含量接近理论预测的上限值，且几乎是另一个超新星残骸—仙后座A(Cas A)的两倍。目前天文学家只在SN 1987A和仙后A这两个超新星残骸中侦测到钛-44。

右上：发现超新星的前身恒星，图／引用自台北天文馆之网路天文馆网站

格列别涅夫等人认为，SN 1987A和仙后A的钛-44含量这么高，很可能是超新星里的特例，似乎在几何形状不对称的超新星中比较容易发生这种状况，而且可能是重一点的元素合成的结果。经由这些观测结果，将可协助天文学家进一步了解大质量恒星生命末期到底会经历哪些过程。(文／引用自台北天文馆之网路天文馆网站)