大质量恒星演化末期通常会产生核心塌缩超新星爆发，引发的强烈激波迅速突破恒星外层并产生黑体温度达到10^5开尔文的瞬时辐射。这一极早期激波辐射信号携带了激波传播、超新星爆发几何结构及周围环境等关键信息。但超新星爆发的激波通常在短短几小时内便耗散于空间，而现今的观测记录都开始于恒星坍缩爆炸后数小时，且仅限于单色。因此，我们对恒星死亡这一瞬间的了解仍为空白。
近日，清华大学王晓锋教授领导的包括国家天文台在内的多家国内外科研机构的研究人员及天文爱好者团队，在离地球约2200万光年的风车星系（M101）中成功捕捉了到了II型超新星SN 2023ixf 爆发后1小时瞬间的彩色影像，首次清晰地展示了大质量恒星爆发极早期形成的破茧而出的红色激波，逐渐转变为蓝色的奇特现象。这一前所未见的观测现象颠覆了传统理论框架下，恒星死亡瞬间伴随蓝色激波突破的预期。研究团队认为，由红转蓝的渐变激波预示了这颗恒星濒死之时，周围包裹着厚厚的尘埃壳。随着激波迅速外传，这些尘埃在短短数小时内被悉数摧毁。对这一过程的半解析描述则表明这颗超新星的爆发，或包裹它的尘埃层，呈现高度的非球对称。此项研究显著推进了人们对大质量恒星晚期演化和死亡这一宇宙中普遍而神秘过程的认知。
该研究成果以“A shock flash breaking out of a dusty red supergiant”为题于2023年12月14日在线发表在《自然》（Nature）上。王晓锋教授为本文的通讯作者，清华大学博士生李盖茨为第一作者。中科院紫金山天文台博士后胡茂凯、国家天文台博士后李文雄及美国加州大学伯克利分校博士后杨轶为论文共同第一作者。国家天文台毛益明、王灵芝参与了观测及数据处理工作。国家天文台兴隆观测站80厘米望远镜在本工作中参与了观测，此项研究也使用了国家天文台参与的AST3望远镜项目。本项目合作团队还包括云南天文台、新疆天文台等研究人员，以及来自星明天文台、挪威、西班牙、俄罗斯和美国等地的天文学家和天文爱好者。该项工作受到国家自然科学基金基础科学中心项目、重点项目、新基石科学基金会科学探索奖以及北京市科学技术研究院北科学者项目等资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06843-6
图1、图中红圈为超新星SN 2023ixf 爆发的位置，白色方框指示下方小图在M101中的位置。图中标示出了相对爆炸后的时间，可以清晰的看出超新星早期激波辐射随着时间推移变蓝变亮。（艺术想象图由北京天文馆喻京川绘制，右上角星系图来自https://esahubble.org/images/opo0907h/）
图2、图中的数据点为SN 2023ixf 视星等演化曲线与颜色演化曲线，黑色实线标示出传统激波冷却模型预测演化曲线，黑色虚线代表考虑尘埃影响后（After Extinction）的模型结果。
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