冲击波！

大约十年前，在1987年2月23日，天文学家注意到，位于大麦哲伦星云中距离地球167,000光年的一颗恒星已经爆炸解体。这场惊天动地的自毁行为释放出的能量，相当于100个太阳在其一生中释放的能量总和。从那时起，科学家们一直在观察超新星1987A逐渐消退的余晖——而这场表演的第二幕现在开始了：来自爆炸的巨大冲击波正在撞击环绕着这颗死亡恒星的神秘气体环，导致它再次发光。

超新星1987A是自约翰内斯·开普勒在1604年记录下他对超新星的观测以来，所见过的最明亮的恒星剧变。在它最亮的时候，超新星1987A的光芒与北斗七星星座中的恒星一样强烈。而且它是第一颗在现代仪器的长期观测下被清晰观察到的超新星。“这是我们第一次能够在人类的生命跨度内观察到这些事件，”空间望远镜科学研究所的安·金尼说，该研究所为美国国家航空航天局管理着哈勃太空望远镜。

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的确，观察超新星就像观看一颗核弹以极慢的速度引爆。由于其巨大的规模，在地球爆炸中只需一瞬间发生的事件，在太空中却需要数十年才能展现出来。哈勃望远镜最近的观测显示，来自巨大爆炸的物理冲击波现在才刚刚到达环绕死亡恒星的三个神秘气体环中最内层的一个，距离为三分之二光年。

在每小时4000万英里的重锤猛击下，一个气体结——直径1000亿英里，是环的一部分——已经开始发出明亮的光芒，因为它的温度从几千华氏度飙升到一百万华氏度。天文学家预测，只需几年时间，整个环就会因吸收了全部的冲击力而变得光芒四射。“从现在起十年后，整个环将比今天亮数百倍，”哈佛-史密森天体物理学中心的罗伯特·基尔什纳说，该中心制作了最近超新星环的图像。

天文学家不认为这个内环仅仅是爆炸的碎片。相反，他们认为它可能在恒星爆炸前大约20,000年形成。但它只是在被爆炸产生的X射线和光能加热后才变得可见；从那时起，随着气体冷却，它一直在缓慢地消退。“这种物质曾经是恒星的一部分——它不是弹片，而是恒星爆炸前喷射出来的表面物质，”基尔什纳说。

外面的两个环更加令人费解。1994年记录的哈勃图像显示，爆炸的恒星呈现出类似两个底座相连的酒杯的形状。超新星位于两个酒杯杯柄的交汇处。内环气体分散在底座边缘周围。然后，还有两个更微弱的气体环，它们位于酒杯杯口的边缘。

由于外环看起来像是镜像，天文学家推测它们是由高能双喷流“绘制”在膨胀的气体包层上的。一颗快速旋转但看不见的伴星——一颗在超新星爆发时坍缩成中子星或黑洞的伴星——可能产生了这些喷流。从爆炸的恒星落到致密伴星上的物质会被加热，并以两条狭窄的喷流形式，连同辐射束一起被喷回太空。

当致密天体旋转时，它可能会像一个即将停止旋转的儿童陀螺一样摇晃或进动。然后，双射束将描绘出像旋转草坪洒水器喷出的水柱一样的大圆圈。事实上，当欧洲航天局的克里斯·伯罗斯对哈勃图像进行详细检查时，他找到了一个昏暗的天体，它可能是射束的来源，位于预测的位置——距离超新星爆炸中心约三分之一光年。

研究人员正在等待扩散的冲击波来照亮可能证实伯罗斯理论并解开垂死恒星其他谜团的特征。冲击波是一种物理撞击，将使科学家能够测试关于冲击波相互作用的新理论。“我们开始看到碰撞的迹象，锤子敲击钟声。这一事件将使我们能够验证我们在过去十年观察中建立起来的想法，”基尔什纳补充道。

如果关于环的理论是正确的，那么环绕死亡恒星的整个结构应该是一个低密度气体的包层，其中的物质过于稀薄而无法观察到。“环将形成一个发光可见光和X射线的灯泡，它将照亮外面的物质，”科罗拉多大学博尔德分校的理查德·麦克雷说。“来自撞击的光将使我们有机会第一次看到这种看不见的物质，然后也许我们可以解开外环的谜团。”

最近的哈勃图像已经阐明了形成行星和生物体的重元素如何在宇宙中传播。“宇宙和我们世界中的所有化学元素，都被认为是在太阳系形成之前由爆炸的恒星创造的，”基尔什纳说。“我们都来自外太空，但我们不是乘坐宇宙飞船来到这里的；我们是以原子为单位从爆炸的恒星中来到这里的。”