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原作：nasaspacenews

翻譯：向藝文

編排：劉艷梅

后臺(tái)：李子琦

https://nasaspacenews.com/2025/07/dead-star-explodes-twice-the-first-ever-image-captures-a-stellar-double-detonation-supernova/

圖 1雙引爆超新星

想象一下，有一顆引人注目的恒星，它的謝幕并非一次爆發(fā)，而是兩次——如此戲劇化的場(chǎng)景，如今竟被天文學(xué)家真實(shí)捕捉。在一項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)中，科學(xué)家首次拍攝到一顆白矮星的"雙引爆"超新星爆炸影像，這場(chǎng)史詩級(jí)的宇宙終章，讓科幻情節(jié)照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。

這顆編號(hào)為SNR 0509-67.5的恒星遺跡，位于16萬光年外的大麥哲倫云——銀河系的一個(gè)小型伴星系。雖然早在2000年代初人類就已發(fā)現(xiàn)該遺跡，但直到最近，天文學(xué)家通過高倍望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)其分層結(jié)構(gòu)時(shí)，才驚現(xiàn)其中隱藏著驚人證據(jù)：一種長期存在于理論中的罕見現(xiàn)象——"雙引爆"機(jī)制。

何為"雙引爆超新星"？它為何如此重要？

讓我們從基本原理說起。當(dāng)類似太陽的恒星耗盡燃料時(shí)，它并不會(huì)像大質(zhì)量恒星那樣發(fā)生劇烈爆炸，而是會(huì)坍縮成一種超高密度的地球大小天體——白矮星。但故事并未就此結(jié)束——特別是當(dāng)這顆白矮星還擁有一顆鄰近的伴星時(shí)。

白矮星如同宇宙吸血鬼，會(huì)不斷從鄰近恒星吸取物質(zhì)——尤其是氦元素。多數(shù)情況下，這些攫取來的物質(zhì)逐漸堆積，最終導(dǎo)致白矮星失去穩(wěn)定，爆發(fā)成為Ia型超新星。這類爆炸的亮度足以照亮整個(gè)星系。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，白矮星必須達(dá)到特定質(zhì)量極限——即錢德拉塞卡極限（約為太陽質(zhì)量的1.4倍）——才會(huì)發(fā)生爆炸。

但最新觀測(cè)表明，這一理論并非放之四海皆準(zhǔn)

這種 "雙引爆 "理論認(rèn)為，白矮星無需等待質(zhì)量累積至臨界點(diǎn)即可爆發(fā)。相反，其吸積的氦層會(huì)率先在表面點(diǎn)燃，產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)向沖擊波，繼而引爆核心——形成由外向內(nèi)與由內(nèi)向外兩次連鎖爆炸。

這一過程長期停留于理論假說階段，從未有人真正觀測(cè)到兩次爆炸的實(shí)體證據(jù)，直到這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)顛覆認(rèn)知。

恒星爆炸的指紋密碼

研究人員利用位于智利的歐洲南方天文臺(tái)（ESO）運(yùn)行的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT），使用一種名為 MUSE（多單元光譜探測(cè)器）的特殊儀器，對(duì) SNR 0509-67.5 進(jìn)行了前所未有的精細(xì)觀測(cè)。

他們的發(fā)現(xiàn)非常壯觀：兩層不同的鈣殼，一層嵌套在另一層里，在太空中不斷膨脹。這些鈣層就像是恒星的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)——它們講述了一個(gè)凝固在時(shí)間中的故事。

科學(xué)家們說，外殼是氦爆炸的殘留物，而內(nèi)殼則來自核心爆炸。它們共同構(gòu)成了雙引爆超新星的明顯特征。歐洲南方天文臺(tái)發(fā)布的圖像清晰地顯示了這些層次結(jié)構(gòu)，閃耀著藍(lán)色光芒的鈣質(zhì)區(qū)域像宇宙漣漪一樣遍布整個(gè)星系。

這是我們第一次親眼看到白矮星以這種戲劇性的兩階段方式死亡，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將改變很多。

超新星是宇宙的標(biāo)尺

如果你想知道天文學(xué)家是如何測(cè)量宇宙的大小或計(jì)算宇宙膨脹的速度的，那就請(qǐng)看看 Ia 型超新星吧。這些恒星爆炸被視為“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，因其亮度基本恒定，科學(xué)家可以用它們來估算數(shù)十億光年外的星系的距離。

但關(guān)鍵前提是：該測(cè)算方法成立的條件，是所有Ia型超新星均遵循相同爆發(fā)機(jī)制。

這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)帶來了一個(gè)轉(zhuǎn)折：如果其中一些超新星是由源自"雙爆轟"而非傳統(tǒng)的錢德拉塞卡極限下單核爆轟，這可能意味著亮度的變化比我們想象的要大。雖然這些差異可能很微妙，但它們?nèi)匀粫?huì)影響宇宙學(xué)中使用的高精度測(cè)量，比如宇宙膨脹的速度和我們的暗能量模型。

沒錯(cuò)，一顆死亡恒星連續(xù)發(fā)出"轟—轟"兩次爆轟，或?qū)㈩嵏参覀儗?duì)整個(gè)宇宙的認(rèn)知體系。

宇宙煉金術(shù)：元素誕生之地

超新星不僅是宇宙奇觀，更是元素熔爐。白矮星爆發(fā)時(shí)，會(huì)合成鐵、鎳、鈣等重元素并拋灑至星際空間——這些元素終將成為行星、巖石乃至生命體的組成部分。

雙爆轟模型徹底革新了我們對(duì)這一過程的認(rèn)知。由于氦層與核心是先后獨(dú)立引爆的，其產(chǎn)生的元素豐度比例，與達(dá)到錢德拉塞卡極限的單次爆炸截然不同。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家能更精準(zhǔn)地追溯生命基礎(chǔ)元素的起源，以及它們?cè)谛窍抵械膫鞑C(jī)制。

不僅僅是一幅美麗的圖畫

拋開科學(xué)價(jià)值，這幅影像本身便令人震撼。當(dāng)你凝視SNR 0509-67.5遺跡時(shí)，所見實(shí)為宇宙漣漪效應(yīng)——這場(chǎng)宇宙級(jí)爆炸的視覺余韻，至今仍在星際空間回蕩。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到的恒星背景與鈣殼中鮮艷的藍(lán)色形成鮮明對(duì)比，這不僅是一場(chǎng)視覺盛宴，也是更深層次知識(shí)的路標(biāo)。它們幫助我們追蹤恒星如何生滅、星系如何演化以及宇宙本身如何運(yùn)轉(zhuǎn)。

這次觀測(cè)不僅驗(yàn)證了理論假說，更是天體物理學(xué)的一個(gè)里程碑。白矮星爆發(fā)機(jī)制之謎已困擾學(xué)界數(shù)十載。現(xiàn)在，有了這項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)，我們比以往任何時(shí)候都更接近真相。

下一步探索方向

這一發(fā)現(xiàn)正推動(dòng)科學(xué)家重新審視其他超新星遺跡，尋找雙爆轟的蛛絲馬跡。既然SNR 0509-67.5存在這種特征印記，其他遺跡或許亦然。隨著詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡等更強(qiáng)大的觀測(cè)設(shè)備投入使用，宇宙中散布的更多恒星"二次死亡"案例或?qū)⒏〕鏊妗?/p>

每一個(gè)新發(fā)現(xiàn)都將幫助我們完善模型，改進(jìn)測(cè)量方法，更好地了解宇宙奧秘。

結(jié)論

天文學(xué)家很少說：“我們目睹了一顆恒星的兩次死亡”。白矮星雙爆炸的發(fā)現(xiàn)不僅僅是一個(gè)科學(xué)奇觀。它更深刻地揭示了宇宙的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和不可預(yù)測(cè)性。

從重塑我們的恒星爆炸理論到可能改寫我們測(cè)量宇宙的方式，這類發(fā)現(xiàn)注定將革新教科書，并重塑人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。

因此，下次當(dāng)你仰望夜空時(shí)，請(qǐng)記住：有些星星不會(huì)溫柔地步入長夜。它們會(huì)熄滅兩次，只為讓我們不曾錯(cuò)過這宇宙盛宴。

責(zé)任編輯：陳瑋菁

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

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奧塔哥尖塔石與銀河

影像提供與版權(quán): Kavan Chay; 文稿: Ogetay Kayali (Michigan Tech U.)