当我们的太阳在大约五十亿年后走到尽头时,它将衰变成一颗静止的白矮星。更大的恒星会发出巨响——那些质量超过太阳10倍的恒星会以足够的活力坍缩,从而引发超新星爆发,这是宇宙中最剧烈的事件之一。几十年来,天文学家一直怀疑存在一种比普通超新星还要大的恒星爆炸类型——“对不稳定性”超新星,其能量是普通超新星的100倍。在过去一年中,两组天文学家终于发现了它,一举重绘了我们这个宇宙中事物可以有多大的极限。
所有恒星都通过压力来平衡引力。当氢等轻元素在恒星核心聚变时,反应会产生向外压力的光子,从而抵消引力的拉力。在更大的恒星中,核心的压力足够高,可以聚变氧和碳等更重的元素,产生更多的光子。但在质量超过100个太阳质量左右的恒星中,出现了一个问题。当氧离子开始相互聚变时,反应释放的光子能量非常高,它们会自发地嬗变成电子-正电子对。没有光子,就没有向外的压力——恒星开始坍缩。
接下来可能会发生两种情况之一。坍缩会产生更大的压力,重新点燃足够的氧气以产生能量爆发。这种爆发足以抛出恒星的外层,但不足以产生完整的超新星。这个循环可能会以脉冲的形式重复——天文学家称这种情况为“脉动式”对不稳定性超新星——直到恒星失去足够的质量,最终以普通的超新星结束其生命。由加州理工学院的罗伯特·M·昆比领导的一个团队宣布,他们已经识别出其中一个,并已提交论文以供发表。
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如果恒星真的很大——这里我们说的是超过130个太阳质量——坍缩发生得如此之快,并聚集了如此大的惯性,以至于即使聚变氧也无法阻止它。如此多的能量在如此小的空间内产生,最终整个东西都爆炸了,不留下任何残余物。以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的天文学家阿维谢·加尔-亚姆说,这是“真正的大事”,他的团队在最近发表在《自然》杂志上的一篇论文中声称,他们发现了第一颗成熟的对不稳定性超新星(《大众科学》是自然出版集团的一部分)。
在这些发现之前,大多数天文学家认为,附近星系中的巨型恒星会在死亡前脱落大部分质量,从而排除了对不稳定性超新星的可能性。现在,随着这些最大的爆炸以壮观的方式宣告自身的存在,这些想法正在被重新考虑。