真的存在？16萬光年外，一顆恒星炸了又炸！

這個(gè)是天文學(xué)家最新拍攝的一個(gè)天體：

它是由氣體分子組成的圓形星云。

它非常的大，直徑約13光年。

這比太陽系要大的多的多。

這片星云是由恒星的爆炸所形成，也就是超新星爆發(fā)；所以這樣的星云我們一般稱它為超新星遺跡。

超新星遺跡目前天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多，各式各樣的都有。

但這處超新星遺跡卻和以往的都不同，天文學(xué)家識(shí)別出它具有兩個(gè)殼層：外殼層和內(nèi)殼層。

這樣的結(jié)構(gòu)讓天文學(xué)家想到了之前的一個(gè)猜測(cè)：恒星二次爆發(fā)！

什么意思呢？

就是恒星在經(jīng)歷一次爆發(fā)之后沒有立即毀滅，而是又再次的經(jīng)歷了一次爆發(fā)。

之前這個(gè)雙爆發(fā)只是天文學(xué)家猜測(cè)恒星會(huì)有這么一個(gè)過程。

但現(xiàn)在，這處超新星遺跡或許是第一次的視覺證據(jù)。

目前這一發(fā)現(xiàn)已被發(fā)表在自然天文學(xué)期刊上。

所以這期啊，就和大家來聊聊這項(xiàng)研究。

超新星爆發(fā)

超新星爆發(fā)雖然指的都是恒星的爆發(fā)，但長(zhǎng)久的觀測(cè)顯示，它卻具有不同的種類。

天文學(xué)家依據(jù)光譜的類型將它們分為了兩個(gè)大類：I型超新星和II型超新星。

它們本質(zhì)的區(qū)別是一個(gè)光譜中存在氫的譜線，一個(gè)則沒有。

存在氫譜線的爆發(fā)我們稱為II型超新星，沒有的則稱為I型超新星。

II型超新星基本都是來自正常大質(zhì)量恒星死亡時(shí)的爆發(fā)，其物理機(jī)制大致是：內(nèi)核聚變到鐵元素之后核聚變熄滅，導(dǎo)致恒星在自身的重力下迅速的坍縮，從而發(fā)生爆發(fā)。

I型超新星其中有一個(gè)子類被稱為Ia型超新星。

它和II型的爆發(fā)機(jī)制完全不同，它是由一顆體積很小（大概地球大小），但質(zhì)量卻很大（約1到1.4倍太陽質(zhì)量）的致密天體產(chǎn)生。

這樣的天體是像太陽大小的恒星死亡后所留下的致密內(nèi)核，這個(gè)內(nèi)核我們稱它為白矮星。

白矮星的密度非常的變態(tài)，它是將1倍多太陽質(zhì)量的物質(zhì)壓縮到地球大小。

這樣的狀態(tài)導(dǎo)致它的表面重力異常的高，物質(zhì)會(huì)不斷的被擠壓。

而此時(shí)它狀態(tài)之所以沒有再一步坍縮，這是因?yàn)橛?strong>電子簡(jiǎn)并力的支撐。

但電子簡(jiǎn)并力的支撐也有一個(gè)極限：當(dāng)其自身的質(zhì)量大于1.4倍太陽質(zhì)量時(shí)就會(huì)打破這個(gè)極限。

這個(gè)極限我們稱為錢德拉塞卡極限。

錢德拉塞卡極限

超過錢德拉塞卡極限后，白矮星會(huì)進(jìn)一步的坍縮擠壓，內(nèi)核在這進(jìn)一步的擠壓后會(huì)再次啟動(dòng)碳氧的聚變反應(yīng)。

一旦這個(gè)聚變反應(yīng)被啟動(dòng)，白矮星的溫度就會(huì)升高，而它又無法像正常主序星那樣還可以通過體積的膨脹和收縮來調(diào)節(jié)自身的溫度。

所以，一旦聚變開始，它就會(huì)走向失控，失控后就會(huì)發(fā)生爆炸形成Ia型超新星。

因?yàn)榈竭_(dá)極限時(shí)它們的質(zhì)量相對(duì)都是恒定的。

所以Ia型超新星爆發(fā)時(shí)的亮度幾乎沒有差別，絕對(duì)星等都約為-19.3等，這大概是太陽亮度的50億倍。

所以這樣統(tǒng)一的亮度，讓Ia型超新星成為了目前我們測(cè)量宇宙距離最為主要的標(biāo)準(zhǔn)燭光。

而距離的測(cè)量對(duì)于我們了解宇宙的歷史演化，至關(guān)重要。

但隨著天文學(xué)家對(duì)Ia型超新星不斷的研究，他們卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很是不解的問題。

他們?cè)跍y(cè)量的樣本中發(fā)現(xiàn)：有一些Ia型超新星似乎是在錢德拉塞卡極限之前爆發(fā)的。

也就是白矮星沒有突破上面所說的質(zhì)量極限就發(fā)生了爆發(fā)。

這是為什么呢？

亞錢德拉塞卡極限

為了解釋這個(gè)問題，天文學(xué)家提出了一個(gè)模型：當(dāng)白矮星吸積伴星的物質(zhì)時(shí)，有一些氦元素會(huì)被白矮星吸積，而隨著氦不斷的覆蓋白矮星的表面，白矮星異常的重力會(huì)讓氦層發(fā)生爆炸，而這個(gè)爆炸的沖擊波會(huì)傳到其內(nèi)部，使得內(nèi)核再次擠壓從而再一次的發(fā)生爆炸，最終形成Ia型超新星。

這種爆發(fā)機(jī)制稱為亞錢德拉塞卡極限。

在此之前，我們并沒有視覺上的證據(jù)來驗(yàn)證這一猜測(cè)。

直到這次非凡的觀測(cè)。

天文學(xué)家利用甚大望遠(yuǎn)鏡的光譜儀，識(shí)別出了具有二次爆發(fā)的獨(dú)特圖案，彼此分離的鈣殼層。

一個(gè)距離中心5.5光年；另一個(gè)距離中心6.5光年。

它們是那么的清晰，獨(dú)立且分離。

這表明它們是不同時(shí)期爆發(fā)的擴(kuò)散。

這處遺跡是位于銀河系的衛(wèi)星系大麥哲倫星系中。

這一發(fā)現(xiàn)確切的告訴我們，Ia型超星新的確存在錢德拉塞卡極限之下的爆發(fā)；同時(shí)它也預(yù)示著Ia型超新星的亮度存在波動(dòng)，并不是我們之前認(rèn)為的相差無幾。

而這樣的波動(dòng)對(duì)于我們精確的測(cè)量宇宙來說無法忽視。

該研究于2025年7月2日，發(fā)表于自然天文學(xué)雜志上。