首次拍攝到白矮星“雙爆轟”的確鑿證據(jù)

[本刊訊］據(jù)歐洲南方天文臺(tái)報(bào)道，天文學(xué)家首次直接觀測(cè)到白矮星以“雙爆轟”（double-detonation）機(jī)制引發(fā)Ia型超新星的確鑿證據(jù)。這為理解超新星爆發(fā)機(jī)制、恒星演化乃至宇宙加速膨脹提供了重要線索，相關(guān)研究論文于2025年7月2日發(fā)表在《自然·天文學(xué)》（NatureAstronomy）上。

Ia型超新星是一類在宇宙學(xué)研究中極其重要的天體，因其亮度穩(wěn)定而被稱為宇宙“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，廣泛用于測(cè)量星系間的距離。正是依靠對(duì)這類超新星的觀測(cè)，科學(xué)家在1998年首次發(fā)現(xiàn)宇宙的加速膨脹，從而提出了“暗能量”概念。長(zhǎng)期以來(lái)，主流理論認(rèn)為Ia型超新星起源于巨星和白矮星組成的雙星系統(tǒng)，白矮星吸積巨星物質(zhì)，當(dāng)其質(zhì)量接近錢德拉塞卡極限（約1.4個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量）時(shí)，核心碳氧燃燒失控，引發(fā)一次性熱核爆炸。然而，這一模型無(wú)法解釋所有觀測(cè)到的Ia型超新星，尤其是爆發(fā)質(zhì)量明顯低于該極限的一些個(gè)例。

近年來(lái)，科學(xué)家提出一種替代模型：“雙爆轟”機(jī)制。該模型認(rèn)為，白矮星在外層氦殼中首先發(fā)生一次爆炸。由此產(chǎn)生的沖擊波沿著白矮星表面?zhèn)鞑ィ⑾騼?nèi)部傳導(dǎo)，最終在白矮星的核心引發(fā)第二次爆炸，形成真正的超新星。這一機(jī)制能更好地解釋Ia型超新星的多樣性，然而，盡管該理論已有大量模擬支持，但始終缺乏直接的觀測(cè)證據(jù)。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)、德國(guó)海德堡理論研究所等機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)以位于大麥哲倫星云的超新星遺跡SNR0509-67.5為目標(biāo)，利用歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡（VeryLargeTelescope）上的MUSE光譜儀進(jìn)行深度觀測(cè)，在該遺跡中首次發(fā)現(xiàn)了典型的“雙殼結(jié)構(gòu)”：兩層由高電離態(tài)鈣構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，中間夾有一層硫。模擬顯示，這種結(jié)構(gòu)正是“雙爆轟”機(jī)制的關(guān)鍵特征。該成果不僅揭示了Ia型超新星的新機(jī)制，也為我們深入理解恒星演化和宇宙化學(xué)元素的起源提供了全新視角。

公示

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擬申領(lǐng)新聞?dòng)浾咦C人員名單

王佳

《科學(xué)》編輯部2025年7月