西弗吉尼亚大学的一位天文学家正在银河系中寻找超新星留下的碎片，超新星是大质量恒星死亡时发生的剧烈爆炸。超新星爆炸后，作为恒星一部分的物质会向外膨胀，形成一个外壳或"残余物"。埃伯利文理学院教授洛伦-安德森（Loren Anderson）认为，研究超新星残骸"对于了解银河系的特性和动态至关重要--但我们期望看到的超新星残骸数量与我们探测到的相对较低的数量存在严重差异"。

显示超新星遗迹形成过程的动画。新的研究将利用先进的望远镜，并将机器学习与人工观测相结合，希望能将已知超新星遗迹的数量增加一倍。

银河系中已发现的超新星遗迹大约有 300 到 400 个，但对类似星系的研究表明，银河系中可能存在近 1000 个超新星遗迹。安德森将利用美国国家科学基金会提供的331170美元资助来缩小这一差距。他相信，在为期三年的研究结束时，他可以把已知超新星遗迹的数量增加一倍。

西弗吉尼亚大学研究生蒂莫西-费伯（Timothy Faerber）和洛伦-安德森（Loren Anderson）教授研究超新星遗迹，以进一步了解银河系的特性和动力学。图片来源：西弗吉尼亚大学照片/纳撒尼尔-戈德温

挑战与方法

识别超新星残余物需要敏感的数据，而且具有挑战性。例如，安德森说超新星残骸经常与数量更多的HII区混淆，HII区是围绕大质量恒星的高密度等离子体云。

安德森将与来自马里兰州波托马克的研究生蒂莫西-费伯（Timothy Faerber）合作，利用来自甚大阵列和MeerKAT望远镜的射电波长数据来识别超新星残余候选体，将机器学习软件与传统的"肉眼"扫描相结合。 这种方法将使安德森能够发现新的超新星残留物，确认疑似超新星残留物，并将错误识别的残留物从星表中删除。

"这项研究非常及时，"西弗吉尼亚大学引力波和宇宙学中心成员、天文学教授安德森说。"来自 MeerKAT 的最新数据允许对超新星残余物进行迄今为止最灵敏的搜索，而最近的工作已经确定了数百个可能的超新星残余物，这些残余物需要得到确认。我们已经开始对来自MeerKAT望远镜的几平方度的GPS数据进行初步搜索，结果令人难以置信。"

洛伦-安德森（Loren Anderson），西弗吉尼亚大学埃伯利文理学院天文学教授。图片来源：西弗吉尼亚大学照片

他说，他的方法非常适合在银河系内部拥挤的地方发现超新星残留物，从而增加发现仍未扩散或散布较远的较新残留物的几率。对于研究超新星对星际物质和辐射影响的研究人员来说，这些"年轻、紧凑"的残留物尤其有价值。

新发现的意义

安德森认为，每一个新确认的残余物都是一次详细研究的机会。例如，它可能使我们有机会对超新星爆炸所产生的物质进行三维重建，或者进一步了解超新星的冲击对银河系中其他物质的影响。

他补充说，该项目还标志着一个寻找与脉冲星有关的超新星残余物的机会。脉冲星是恒星在超新星爆炸后留下的超密集旋转核心。尽管脉冲星和超新星残骸都是由超新星爆炸产生的，但它们很少被发现在一起。

脉冲星之所以重要，是因为它们高度精确的"脉动"使其成为天文学家的宇宙时钟，包括安德森的西弗吉尼亚大学同事，他们在六月份发现了时空涟漪，成为国际头条新闻，这在很大程度上归功于他们对脉冲星的研究。

教育推广

安德森的研究小组将与西弗吉尼亚州科学公共推广小组合作，该小组负责培训西弗吉尼亚大学的本科生为 K-12 年级的学生进行科学、技术、工程和数学方面的介绍，使课堂成为当地正在发生的当前尖端科学的一部分。

安德森说，西弗吉尼亚 SPOT 现有的演示都没有展示超新星，因此他们将开发一个新模块，同时提供射电望远镜的总体概述。演示将结合超新星残余物观测，这些观测数据将从绿岸天文台的望远镜中实时获取，让学生亲身体验天文学。