作者：石蘭（抄襲必究）

儘管一個恆星生命週期中的“主序”階段，很可能會持續數億年，但其快速燃燒氫氣的氦氣階段，卻往往難以持續數百萬年的時間。並且，那些接近生命終點的紅巨星，會在發生外層脫落的同時，形成宇宙塵埃中的星際雲。然後，在被稱為超新星的爆炸中，這顆死亡恆星會釋放出超級強大的爆炸波，它的能量甚至可以摧毀該路徑上的一切。科學家們在宇宙的一個孤立角落發現了巨大的超新星，它不僅是迄今為止最強大的爆炸事件之一，還解釋了超新星的許多奇怪特徵。那麼，超新星到底是如何發生爆炸的？那些仍然閃耀著光芒的超新星爆炸事件，又蘊藏了哪些關鍵資訊？

迄今為止最大超新星爆炸的例證

科學家們在對SN 2016iet超新星爆炸的觀測中發現，同類爆炸事件中有史以來質量最大的死亡恆星，它與其他超新星爆炸最大的不同之處，就在於出現了某些與現有資料不符的特徵。

在該恆星爆炸前的幾百萬年時間裡，就已然耗費了其85%左右的質量，並且，其死亡前所留下的物質還和爆炸過程中所產生的碎片發生了碰撞。該超新星的這些不同尋常之處，讓所有人不得重新思考早期宇宙中大質量恆星結束生命的方式。該恆星最早於2016年11月被ESA（歐洲航天局）的蓋亞衛星探測到，身處於和我們地球大約相距10億光年之遠的遙遠矮星系中。科學家們表示在歷時3年之後，距離其主星矮星系中心54000光年的一個孤立角落，有一顆大約普通恆星質量200左右的恆星形成。

超新星SN2016iet在各個方面都呈現出了獨一無二的特性，不僅環境中缺少重金屬，還存在一個奇怪的化學指紋，它在銀河系中的位置、所處的星系、光譜，以及其亮度隨時間遞進而發生的變化，這一切都讓它看上去與眾不同。雖然在之前的超新星研究中，偶有部分會在某個方面表現得不同尋常，但在整體特徵上依然保持一致，而SN 2016iet則開啟了科學家們對不穩定超新星的首次觀測。這樣的不穩定超新星，通常是一顆即將死亡的恆星核心發生坍縮，反粒子對和粒子透過過程中所產生的伽馬射線輻射而產生，從而導致了這場泯滅恆星的熱核爆炸事件發生。關於不穩定超新星這個想法，在科學界已存在數十年，終於在SN 2016iet身上進行了首次觀測，垂死的恆星被放置到正確的質量體系裡，它們具有正確的行為，並在金屬缺乏的矮星系中，展開了一系列令所有人都難以置信的演化過程。

30年前的超新星爆炸在散發光芒

科學家們於1987年所觀測到的恆星爆炸引起的衝擊波，在時隔30年之後仍然可以看到它散發的光芒，成為了當時宇宙中觀測到的與地球最接近的明亮超新星之一，它的發現為研究人員提供了研究恆星死亡整個過程的獨特機會。在SN 1987A被發現之前，我們對超新星的認知處於簡單和理想化的狀態，大規模恆星發生爆炸的後果，事實上遠比人們之前所預想的多。透過它從超新星演變為超新星遺蹟這個過程，科學家們透過望遠鏡的使用，獲得了前所未有的巨星洞察力。自該超新星被發現以來，研究人員密切監視著它對周圍的環境帶來了哪些改變，並得知了其中心緩慢移動的塵埃，是由死亡恆星核心中的重元素所組成，這表明了粒子可以在超新星爆發後再次形成、甚至快速生長。

在SN 1987A的觀測過程中，科學家們還發現恆星物質和天然氣被噴射出來的時間，其實早在超新星發生爆炸前2萬年左右，這些物質被那些緩慢移動的恆星風帶離了垂死的恆星。然而，這一切並不能改變恆星即將到達生命是終點的事實，當恆星本身變得更加炙熱，會產生更快的恆星風，這導致了物質的較慢堆積，也就是我們在爆炸恆星周圍所觀察到的同心環狀結構。這些環會被來自超新星的最初光線所照射，並在爆炸後的第一個十年時間開始逐漸消失，直到環內被超新星的衝擊波撞擊，氣體因為被加熱而產生強大的X射線發射。而這一系列過程，都被哈勃太空望遠鏡所捕獲，透過超新星對周圍環境動力學和化學的影響，為我們塑造了銀河系的真實演化。

超新星爆炸的過程是如何發生的

宇宙中的所有天體都有其自身的生命演化週期，而置身於這個浩瀚空間的恆星自然也不例外，最終耗盡燃料的它們可能會上演一次壯觀的爆炸性視覺盛宴。不管一顆恆星的質量有多大，都會透過自身重量的破碎重力以提供核心完成核聚變、“氫轉化為氦”這兩個過程所需要的溫度和壓力，而在這樣的融合過程中所釋放的能量，足以使得該恆星變得更加膨脹。隨著重力和壓力的增加，聚變反應的強度水平也相應提高，伴隨著更多能量的釋放，恆星的進一步坍塌受到了阻礙；反之，當融合變得更加激烈，便會導致過度膨脹的發生，重力控制的減輕緩解了核心的壓力，並導致了溫度的降低。而恆星之所以能夠可以持續數百萬年到數十億年、甚至是數萬億年，則是依賴於這種平衡行為，只要存在足有的燃料，恆星便可以繼續驅動氦氣以避免被重力壓碎。

然而，由於重力的作用力從未間斷，即使它能夠被抵抗相當長的一段時間，但恆星最終仍然無法避免引力的積壓。因為，當恆星逐漸老化，便會形成惰性氦的核心，當其自身的氫氣耗盡，便再也無法阻止附近材料的重量，在核心達到1。8億華氏度的時候，氦氣本身也會發生融合，只是這樣的聚合可能會在一段時間裡表現得不那麼有效，因為它只有獲取更快的速度才能與重力抗衡，這個階段大約會持續數百萬年左右。眾所周知，氦聚變反應中會產生氧和碳，而當這些氦氣被吸乾之後，其核心坍塌會增強到18億華氏度，這些新元素也都將在更短的時間尺度上發生轉變。

當矽這種物質在核心融化產生鐵後開始消耗能量，不斷壓入的重力會將鐵原子推到一起，且沒有任何東西可以阻止這一切的發生，堅實的核心最終在這顆恆星內部形成。電子被強烈的引力撞擊到鐵核中，質子因此而轉換為中子，這些看似渺小卻緻密的“中子核”擁有了抵抗重力的能力，並通過了被稱為簡併壓力的一種效應。哪怕是在超新星爆炸的第一階段，重力也無法集中到足夠的拉力，而接下來將會發生什麼，並沒有人可以確定，因為很多在實際中爆炸的事件，卻沒能在科學家們的模擬過程中真正爆發。雖然超新星爆炸擁有足夠的能量，但卻未必可以在正確的時間爆發在正確的地方，超新星的初始時刻，本就是一個最難理解的特殊時期。不管是等離子物理學、輻射、中微子，還是核反應這些過程都會同時發生，科學家們只有透過更好的模擬和進一步的觀察，才可能完全解鎖這個恆星生命的最後時刻。