白矮星毁灭前最后一击 双爆超新星首度现身

在宇宙中发生的剧烈事件中，超新星堪称最猛烈的一种。这通常发生在质量超过太阳八倍的恒星耗尽核燃料后，其核心发生坍缩，引发的一次毁灭性的爆炸。

但近期，天文学家首度捕捉到一种更为罕见的“双重引爆”超新星影像，这种爆炸摧毁的不是高质量恒星，而是恒星残骸——一颗密度极高的白矮星。这项观测成果来自欧洲南方天文台（ESO）设于智利的“甚大望远镜”（Very Large Telescope, VLT），为Ia型超新星理论首次提供了明确的视觉证据。（点击这里观看相关图片）

这项研究成果于周三（7月2日）发表在《自然天文学》（Nature Astronomy）上。

这起爆炸事件发生于距地球约16万光年的大麦哲伦星系（Large Magellanic Cloud），位于剑鱼座方向。目标白矮星质量与太阳相当，研究人员拍下的画面呈现出爆炸约300年后的景象：两个由钙元素构成的同心壳层，正向外扩张。

这类“双爆”Ia型超新星源于一对紧密双星系统中的交互作用。主白矮星通过强大引力，从伴星（可能是另一白矮星或富含氦的恒星）吸取氦元素。当白矮星表层堆积的氦变得极度炙热且致密时，会产生氦爆炸，紧接着激发白矮星核心的第二次爆炸，导致整体完全瓦解。

据路透社报道，该研究第一作者、澳洲新南威尔斯大学坎培拉分校博士生普里亚姆‧达斯（Priyam Das）解释说，在接连发生两次爆炸后，“白矮星被完全摧毁，什么都不剩了。”

另一位研究合著者、澳洲国立大学天体物理学家伊沃‧塞腾萨尔（Ivo Seitenzahl）补充指出：“两次爆炸之间的时间差仅为氦爆炸波从白矮星一端传播到另一端所需的时间——大约两秒钟。”

研究团队利用VLT上的多单元光谱探测仪（MUSE），成功绘制出爆炸后化学元素分布图。影像中可见两层以蓝色呈现的钙壳：外层为氦爆炸所致，内层则源自核心引爆。达斯表示，这正是“双重引爆机制的完美证据”。

她幽默地称这项研究为“法医天文学”（forensic astronomy），因为“我们正在解剖恒星的遗骸，试图还原它是如何死亡的”。

按照目前的天文理论，质量不超过太阳八倍的恒星，最终将演化为白矮星。这类恒星最终耗尽氢燃料后进入红巨星阶段，抛出外层物质，只留下高密度核心——但绝大多数白矮星不会引发爆炸。

虽然Ia型超新星早已为科学界所知，但此次是首次获得“双爆”过程的直接图像证据。这类爆炸对宇宙中的化学演化至关重要，能锻造钙、硫、铁等重元素——这些元素构成了行星，甚至是生命的基本组成。

此次观测还揭示了硫的壳层，而铁不仅是地球结构的重要成分，更是人类红血球的核心要素。

除了科学突破，这张影像本身也极具视觉冲击力。“它太美了。”塞腾萨尔说，“我们见证了一颗恒星在死亡时孕育元素的过程。宇宙大爆炸只造出了氢、氦与锂。如今我们看见钙、硫与铁如何诞生，并被抛洒回星系，形成宇宙物质的循环。”