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被称为 Ia 型超新星的恒星爆炸已被证明对天体物理学家来说是无价的宇宙距离标记。 它们的亮度和观测特性的统一性使得天文学家能够将它们用作“标准烛光”来确定天空中物体的距离。 就在十年前，当研究人员利用 Ia 型超新星作为证据表明宇宙正在暗能量这种先前未被发现的影响力的作用下加速膨胀时，Ia 型超新星成为了中心舞台。
但是，Ia 型超新星形成的机制仍然没有被很好地理解，一项新的模拟表明，多种情景可能导致这些事件，这些事件以估计的力量爆炸，达到 10 穰（1028）兆吨——比太阳亮十亿倍以上。 标准模型认为，白矮星——一颗耗尽燃料的恒星的致密、收缩的残余物——通过从恒星邻居吸积物质或与共轨白矮星合并，生长超过其可持续质量（约为太阳质量的 1.4 倍）。 结果是失控的核反应，它在辐射闪光中点燃了先前昏暗的矮星，这种闪光可以在宇宙中数十亿光年之外看到。 将超新星用作标准烛光部分依赖于假设每次事件中消耗的燃料量大致相等。
在一篇发表在 11 月 10 日《天体物理学杂志快报》上的论文中， 一组研究人员提出了对 Ia 型前身星家族的新增内容。 与其说是锁定在轨道舞蹈中的一对恒星之间的质量转移或彻底合并，不如说是两个位于密集恒星群中的未结合白矮星可能正面碰撞。 根据该团队的超级计算机模拟，撞击的冲击力可能会引发热核反应，这种反应模仿了更传统的 Ia 型超新星，但可能比标准 1.4 太阳质量事件中消耗的燃料燃烧更多。 一些双星合并情景也与超大 Ia 型爆炸有关，并且超新星起始条件的这种变化可能会使它们在未来高精度距离测量中的使用变得复杂。
该研究的合著者，加州大学圣克鲁兹分校的天体物理学家 恩里科·拉米雷斯-鲁伊斯 指出，在太空的某些区域，例如在球状星团中，恒星种群密度是我们太阳系相对稀疏的环境的大约一百万倍。 “球状星团核心中白矮星的密度可能非常高，”他说，“因此它们在碰撞中相互作用的可能性是不可忽略的。”
拉米雷斯-鲁伊斯和他的合著者对他们提出的机制对观察到的 Ia 型超新星总数的贡献的评估持谨慎态度，估计碰撞的白矮星可能占这类爆炸的百分之一或更少。 “尽管如此，这仍然很吸引人，”圣地亚哥州立大学的天文学家道格拉斯·伦纳德说，他没有参与这项研究。
“Ia 型超新星在宇宙学和距离测量方面是非常令人兴奋的观测对象，但令人尴尬的小秘密是我们仍然不知道是什么在爆炸，”伦纳德说。 人们普遍认为白矮星是这些事件的核心，但恒星残骸被点燃的机制仍然是一个悬而未决的问题。 “现在是成为理论家的好时机，”他补充道。 “如果你能想出一些巧妙的方法让它们爆炸，那么一切皆有可能，你可能最终会是对的。”
他指出，对恒星爆炸进行越详细的研究，它们揭示的多样性就越多，而且似乎有多种途径可能导致 Ia 型超新星。 “可能有许多不同的方法可以导致白矮星爆炸，而这一种当然看起来是合理的，”伦纳德说。
拉米雷斯-鲁伊斯指出，尽管碰撞引起的超新星的估计丰度率很低，但未来几年进行的大规模批量调查可能会获得数十万个 Ia 型事件，其中包括每年数百个新变种。 “一旦你拥有如此大量的 Ia 型超新星，你要将其组合起来进行宇宙学研究，你的模型有多标准取决于其他渠道是否会污染你的样本，”他说。