最大爆炸理论

撰文｜迈克尔·莫耶（Michael Moyer）

翻译｜谢懿

恒星的总质量决定了恒星的演化和它的最后命运：比太阳大得多的恒星不会像太阳一样化为安静的白矮星，而是以剧烈的超新星爆发的方式壮丽收场。而新发现的一种爆发更为猛烈的超新星引起了天文学家的注意，这使得他们开始重新思考最大质量恒星的一生。

大约50亿年后，当太阳演化到生命终点时，它会蜕变为一颗安静的白矮星。质量更大的恒星则会发生爆炸，也就是超新星爆发，宇宙中作用最剧烈的事件之一，这样的爆发需要恒星质量达到太阳质量的10倍以上。几十年来，天文学家一直猜想存在一类更猛烈的恒星爆发——“对不稳定性”超新星爆发，爆发释放的能量超过普通超新星100倍。几年前，两个天文学家小组终于找到了它们，重新界定了宇宙中的天体究竟能达到多大质量。

所有的恒星都依靠压强来对抗引力。当氢这样的轻元素在恒星核心发生聚变反应时，会产生向外推的光子，抵御向内拉的引力。在更大的恒星中，核的压强高到足以聚变氧和碳这样较重的元素，产生更多的光子。但是在质量超过100倍太阳质量的恒星中，情况会发生变化。当氧离子之间开始聚变时，释放出的光子能量极高，它们瞬间就会转变成正负电子对。没有了光子，就没有了向外的压强——恒星便开始坍缩。

接着会有两种可能性。坍缩会产生更大的压强，重新点燃足够数量的氧导致能量爆发。这一爆发足以炸飞恒星外部的包层，但无法形成完全的超新星爆发。同样的过程每隔一段时间就会重复一次——天文学家将这样的恒星称为“脉动”对不稳定性超新星——直到这颗恒星损失了足够多的质量，以普通超新星的形式结束它的一生。美国加州理工学院的罗伯特·昆比（Robert M. Quimby）领导的一个小组宣布，他们已经发现了一颗这样的超新星（SN 2006gy），并提交了一篇论文。

美国国家航空航天局的三台空间望远镜拍摄到了超新星遗迹。

如果这颗恒星质量真的很大——超过130倍太阳质量，坍缩就会极快地进行并产生巨大的惯性，这样一来连氧聚变也无法阻止它。在如此小的空间中产生出如此大量的能量，最终结果就是把整颗恒星炸碎，什么都不留下。用任职于以色列雷霍沃特的魏茨曼科学研究所的天文学家阿维沙伊·盖尔－亚姆（Avishay Gal-Yam）的话来说，这才是“真家伙、大手笔”。他的团队曾经在《自然》杂志的一篇论文中宣布发现了第一颗完全爆炸的对不稳定性超新星（SN 2007bi）。

在这些发现之前，绝大多数天文学家认为，邻近星系中的巨大恒星在死亡前会抛射掉大量自身物质，因此无法形成对不稳定性超新星。这些说法正在被重新思考，因为这些最大的爆炸已经以壮观的方式宣告了它们的存在。