近日，中國科學院紫金山天文臺聯合清華大學，對M101星系中爆發的超新星SN2023ixf極早期激波輻射信號進行捕獲和研究。科研團隊通過提取和分析超新星爆炸后約1小時的多色測光數據，首次見證了極早期激波輻射由紅變藍的奇特現象；通過結合激波突破、星周塵埃消融和星周物質相互作用等物理過程，對SN2023ixf上升期的多波段光變曲線進行了解釋。12月14日，相關研究成果以A shock flash breaking out of a dusty red supergiant為題，在線發表在《自然》（Nature）上。
大質量恒星在演化末期由于核聚變終止通常會產生核心坍縮型超新星。引力坍縮造成的激波會在短時間內突破恒星外部大氣而產生瞬時輻射。這些極早期輻射信號是揭示激波傳播過程、超新星爆炸不對稱性和星周環境的關鍵。目前，關于超新星激波輻射的觀測較少，缺乏多波段信息，導致科學家對上述過程的了解有限。
SN2023ixf爆發于距離我們約6.8Mpc的近鄰星系M101。5月19日，SN2023ixf被天文愛好者發現。M101這樣的近鄰星系是天文愛好者長期熱衷拍攝的目標。SN2023ixf被發現后，清華大學教授、紫金山天文臺客座研究員王曉鋒等聯系天文愛好者后獲得了覆蓋爆發前后的彩色圖像。而天文愛好者采用的探測器未經嚴格的規范與標準化測試，與專業天文研究的科學級探測器存在一定差異。清華大學博士研究生李蓋茨與中國科學院國家天文臺博士后李文雄等，對天文愛好者的觀測數據進行了多波段測光數據抽取，獲得了可靠的SN2023ixf極早期多色測光數據（圖1）。這些數據揭示了早期激波輻射的反常顏色演化，為相關研究奠定了基礎。紫金山天文臺博士后胡茂凱和美國加利福尼亞大學伯克利分校博士后楊軼承擔了早期輻射的模型擬合部分的工作。在考慮激波輻射、星周塵埃消融以及星周物質相互作用等物理過程后，SN2023ixf早期激波輻射的多波段光度和溫度演化得到合理解釋（圖2）。紫金山天文臺博士后孫天瑞、胡鐳和博士研究生陳健，利用位于紫金山天文臺姚安觀測站的南極巡天望遠鏡AST3-3和姚安高精度望遠鏡（YAHPT）兩臺光學設備，開展了對SN2023ixf的快速后隨觀測（圖3），獲得了較好的上升期的多波段光變曲線，為限制SN2023ixf的星周環境提供了重要觀測數據，并為模型擬合提供了重要幫助。
研究工作得到青海省重大科技專項和江蘇省卓越博士后計劃的支持。