假如超新星爆發時，我們正在它身邊

超新星內部的樣子。

哈勃太空望遠鏡拍攝的超新星SN1987A（圖片正中帶有紅色雙環結構的明亮天體）。NASA / ESA

超新星是一種級為猛烈的恆星爆發現象。它標誌著一顆恆星的死亡。超新星在很大程度上依然是一個謎。認識隱藏在其背後的爆發機制，預測它的爆發時間，甚至於了解它內部的物理化學過程，仍然是一件十分困難的事。

超新星無疑是天空中最亮的天體。但是即使你足夠幸運，看到過超新星，它也可能不在我們的銀河系。銀河系中的超新星不少，但大多數卻被塵埃和氣體以及其它天體阻隔了。但只要是超新星，就足以被稱為是星系中最明亮、最壯觀的天體爆發現象。一次超新星爆發產生的亮度，足以敵得過整個星系在一段時間內產生的亮度總和。超新星爆發後，我們還能在它原來的位置附近找到那顆恆星的殘骸。

製造一顆超新星通常有兩種方法。第一種。太陽是一顆孤獨的恆星，但太陽更像個異類。因為宇宙中更常見的不是單一恆星，而是雙星（對的，太陽系的木星質量如果比現在大70倍，那太陽也將成為雙星）。雙星中總會有一顆恆星先走一步。像太陽這樣個頭的恆星臨終前會膨脹成紅巨星，然後扔掉它們的外衣。它的內核會逐漸收縮，密度會變大，最終成為白矮星。個頭最小的恆星甚至可以跳過紅巨星階段，直接收縮成白矮星。

白矮星由於密度大而擁有非常強的引力。當它的伴星膨脹成紅巨星後，其外層物質會被白矮星攫取。物質在白矮星表面聚集，一旦累積的物質量超過臨界點，它就會爆發，變成超新星。

變成超新星的第二種方法需要一顆巨星。質量極大的巨星沒有紅巨星和白矮星階段，而是從氫開始，直接將其所有可用的元素耗盡，直到新生成的元素無法再進行核聚變。此時恆星就會變得不穩定，它的內核會崩潰，向內塌陷，外層物質向內高速突進，隨後猛烈反彈，成為一顆超新星。

就在我們對超新星的產生機制有所了解的同時，對其爆發時的內部情況卻幾乎一無所知。主要原因還是我們沒有辦法從內部對超新星進行觀察，甚至連靠近一點的機會都沒有。我們只知道超新星是宇宙間已知最強大的爆發現象，在它身上發生的物理過程是奇特的。它們會製造出一系列新的元素，這些元素組成了這個世界上的一切，這其中也包括你和我。經常有人說我們是星塵的產物，他們說的就是這個意思。恆星的死亡創造出了絕大多數的自然元素。所以天文學家執著於探尋超新星內部的構造是完全可以理解的。

對超新星了解得越透徹，我們對宇宙中恆星和行星的產生機制，甚至於對於生命的產生機制就會有更好的認識。最近，在通往認識超新星的道路上，我們最近又前進了非常大的一步。感謝技術的進步，使得天文學家已經可以用計算機為其建立模型。

天文學家在1987年曾經觀測到一顆超新星，它就是著名的SN1987A。這顆超新星位於銀河系的衛星系——大麥哲倫雲。這是一顆優選超新星，十分適宜觀測和研究，因為它的周圍幾乎空無一物，它的爆發是自由舒展的，沒有受到什麼阻礙。

最近來自弗吉尼亞大學的一些科學家利用歐洲南方天文台阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波望遠鏡陣列（ALMA）對這顆超新星進行了觀察。這個望遠鏡陣列是由一組射電望遠鏡構成的，它們能夠相互協作，對信息進行處理。

ALMA擅長的觀測範圍是較短的亞毫米波段，因此它們能夠獲得一些解析度非常高的影像。超新星SN1987A一直以來都因氣體和塵埃的阻隔而使天文學家難以對其加以觀察。ALMA的出眾能力讓天文學家終於能夠穿透這些阻隔，看到它的內部細節。

過去30年間，SN1987A正在逐漸冷卻，許多比原子複雜的分子開始生成。而今天，我們終於有了第一份觀測成果，可以從中一窺在這顆超新星的爆發的過程中，有哪些東西被製造了出來。依照收穫的數據，他們建立了一個能夠反映超新星內部元素及分子分布情況的三維模型。

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SN1987A超新星核心部分分子結三維模型。ESO / NASA / ESA

假如超新星爆發時，我們正在它身邊。假如我們擁有某種特別高超的技術，能夠讓我們躲過一劫。那麼我們就能在那裡看到它內部的樣子，這個樣子在某種程度上就和這個三維模型一樣。

超新星不但製造出了眾多的元素，如碳、氮和氧，還製造出了許多分子，如一氧化碳、一氧化硅和一些有機化合物。新發現將促使科學家對超新星的物理和化學特性、對恆星的理論認識進行反思。

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