发现于1987年，1987A号超新星是自1604年以来我们发现的距离地球最近的超新星。它位于大麦哲伦星系（Large Magellanic Cloud），一个临近银河系的矮星系。资料来源：NASA, 欧洲航天局（ESA）,科罗拉多大学博尔德分校K.France，哈佛大学P. Challis和R. Kirshner天体物理中心和，史密森学会。
业余的天文爱好者和专业人士，马上就会拥有一个新的警报系统，这个系统可以提醒他们，我们星系中的某个恒星正在垂死挣扎。搭载在长岛布鲁克黑文国家服务器(Brookhaven National Laborator)上的超新星爆炸预警系统（SNEWS）的升级版软件，将很快能够提供更加可靠精确且及时的银河系内超新星爆发预警——一个一生难得遇见一次的事件。
取决于爆发核心的性质，爆发释放的光可能需要几秒到几小时的时间穿透火球。而中微子，由于它和其他物质相互作用极其微弱的性质，是超新星爆发事件绝佳的预警指标。如果一个恒星的内核在其爆发之前就坍塌了，它将会喷发出近乎光速的中微子，并迅速逃逸。 SNEWS系统收集了世界各地的中微子观察信息，以此尽早给出超新星爆发预警。
科学家们观察到的绝大多数超新星爆发事件都发生在遥远的星系。在那里，它们短暂地闪耀，使它们周围的星系黯然失色。但在距离更近的地方观察爆发事件，可以使科学家们收集到更多的信息。恒星是核素合成工厂，在那里氢原子聚合形成更加重的元素，使得像地球这样的行星和我们人类的形成成为可能。近距离地研究它，可以帮助研究人员更好地理解这些元素的合成过程，以及爆发后将这些元素散播到宇宙中的对应恒星种类。然而许多科学家认为，如果能从恒星爆发最初时刻就开始观察，我们也许会有意想不到的发现。1987年2月23日，一个超新星在南部天区爆发，然而几小时之后我们才发现我们丧失了现代以来唯一的一次观察机会，科学家们从SN1987A超新星上挖掘了不少信息，包括可演变为超新星的恒星种类和超新星爆发丢入宇宙残骸的特征。令人沮丧的是，他们丢失了超新星爆发最初时刻的信息，也失去了揭露这一秘密的机会，SNEWS对最大程度上利用下一次机会极为重要。“我们已经在遥远的星系发现了超过5000个超新星爆发事件。错过在我们附近发生的爆发事件，可以说十分令人沮丧了” Mansi Kasliwal ，一位在加州理工学院的天文学家如是说。
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“以人类生命长度来衡量，超新星爆发是非常罕见的事件。” Cate Scholberg说，他是一名来自杜克大学的物理学家，同时也是SNEWS的合作创建者。“我们估计的发生频率为大概一个世纪几次，这使得抓住每一个可能的机会，每一份可能的信息都十分重要”。 Scholberg 解释：来自超新星爆发的早期光对于理解爆发的恒星和爆发前周围的环境十分重要。观察中微子是抓住这个机会的最好方式。
超新星之谜
观察星系内的恒星爆发事件，可以帮助我们解决在物理学中具有挑战性的基本问题，Kasliwal说。他在加洲帕洛玛天文台负责望远镜的工作，并且他没有参与到SNEWS中。他说：“举个基本的例子，超新星何时会形成中子星，何时又会变成黑洞？有人可能认为这是一个十分简单的问题：重的恒星变为黑洞，轻的恒星变成中子星。然而实际情况可比这复杂多了。”
为了迎接SNEWS 2.0的到来，Kasliwall领导了一次名为Palomar Cattini-IR的远红外望远镜调查，以收集银河系中很可能即将成为超新星恒星的详细信息。“我们将会建立一条恒星爆发前的超长基线，以分析恒星爆发前的结构，”Kaliwal说，“一旦它爆炸，我们就可以做高分辨的光谱分析，并且捋清爆炸物理学中的细节，关于这些细节我们仅有一些不错的猜想”。
超新星爆发早期预警同样可以增进我们对中微子的理解。研究来自爆炸恒星的中微子可以帮助科学家测量这些粒子的重量——如今的难点问题——同时帮助理解中微子是如何从一个“味”转换到另一个“味”的。同时由于超新星内部的中微子是如此之多，它提供了一个十分罕见的研究中微子直接相互作用的机会。
SNEWS2.0合作研究机构计划，将信号采集时间延长，以此探测恒星燃烧爆炸坍塌前的几个小时到几天中微子释放量的增加。超新星爆发前发射的中微子强度远低于其爆发时发射的中微子强度，这使得目前只能探测到那些极个别距离较近的准超新星恒星如Betelgeuse和Antares。通过提高探测器的灵敏度，并且结合多个探测器的信号，系统可以探测到的爆发前中微子信号的范围将很快扩展到银河系中心。一篇介绍SNEWS 2.0的文章将很快发表在New Journal of Physics上。这篇文章的预印本已经可在网上获得。
警报来临
当Scholberg和SNEWS的合作研究者Alec Habig，他是一名来自明尼苏达大学德卢斯分校的教授，在上世纪90年代晚期首次研发这一系统时，规划了这个系统的首要任务就是将错误的报告控制在一世纪一次左右。“现在，由于捕捉冒险信号的人们佳音不断，”当Habig标记其他天文台送来的错误报告和试运行结果时，“SNEWS的信号订阅者说：“你们为何不给我们发一些模拟信号的数据呢？我们也想练习。”
Habig说“我们计划发布不同等级的信号，所以你和你的望远镜就可以选择一种：‘我们只想捕捉那些十分可信的事件’，或者是‘我们想要碰碰运气，并追踪一切信号’。人们可以根据不同等级的信号做出不同的响应。”
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尽管高灵敏度的信号意味着高的出错率，它还是可以使SNEWS2.0捕捉到那些在之前的信号阈值下可能会溜走的爆发事件。这同时加快了预警速度，减少了错过那些核心坍塌和电磁辐射爆发间隔较短爆发事件早期的概率。
没有哪一个课题组会比业余爱好者更加急于抓住幽灵预警，寄希望于最终抓住真的爆炸事件，据美国变星观测者协会（American Association of Variable Star Observers AAVSO）的CEO Stella Kafka说，许多AAVSO的成员都是业余观察者，他们十分希望能够测试来自SNEWS的错误信号。 Kafka说“我们的志愿者都非常投入，他们十分希望能留下属于自己的脚印”。作为一项附加奖励，所有的天文学家包括业余爱好者，只要他对超新星观察事件有所贡献，都会被铭刻在科学记录中。Kafka说：“我们的观察者将会是文章中的合作作者，SNEWS给出了这一承诺。”
撰文：James Riordon
翻译：张晔
审校：费哲妮
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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