1.8亿光年外出现“二维化”的超新星，科学家一头雾水|天天快看

从我们人类的视角来看，宇宙中大部分恒星的亮度都几乎不会改变，但有一少部分恒星却会出现明显的变化，这样的恒星也被称为变星，总的来讲，“变星”可分为“食变星”、“脉动星”和“爆发星”，在它们之中，“爆发星”的亮度变化最为明显。

【资料图】

“爆发星”又分为多种类型（如矮新星、类新星、新星、耀星、超新星等），其中超新星的亮度变化最大，当超新星爆发时，其亮度会在短时间内急剧增强，峰值亮度甚至可以与它所在整个星系媲美，即使是在上亿光年之外，我们也可以观测得到，正是因为如此，超新星也成了科学家们的重点观测目标。

1.8亿光年外出现“二维化”的超新星

根据一项发表在《皇家天文学会月报》上的新研究，科学家发现了一起难以理解的超新星爆发事件。

该超新星在天空中位于武仙座，距离我们大约1.8亿光年，最初于2018年6月16日发现，随后被命名为“AT2018cow”，之所以说难以理解，是因为它爆发时的形状并不是球体，而是一个非常“扁平”的圆盘。

简而言之，超新星其实就是一种威力巨大的爆炸，它可以形成于大质量恒星在其核心“燃料”耗尽时的引力坍缩，也可以形成于像白矮星这样的致密天体在吸积了足够多的质量后所引发的失控的热核爆炸。

从理论上来讲，当超新星爆发时，其产生的物质激波会向四面八方扩散，进而形成一个由迅速膨胀的气体和尘埃形成的壳层，其形状应该类似于球体。

然而在此次研究中，研究人员利用利物浦望远镜测量了来自“AT2018cow”的偏振光，并以此重建了它在爆发时的3D模型，该模型显示，“AT2018cow”在爆发几天后就呈现为圆盘一样的极为扁平的形状，看上去就像被“二维化”了一样，这与理论中的超新星完全不一样。

那么，为什么会出现这种“二维化”的超新星呢？

对于这个问题，科学家目前也是一头雾水。根据目前的研究情况，我们只能基本上确定此次超新星爆发源自一颗白矮星，这是因为在它的光谱之中，几乎不存在氢和氦的光谱线。

这里需要简单科普一下，氢和氦是宇宙中丰度排名第一和第二的元素，所以恒星中总是会含有大量的氢和氦，对于大质量恒星来讲，由于其内部的核聚变会产生强劲的“辐射层”，其方向是向外，这会阻止其外层的物质进入其核心反应区。

因此大质量恒星即使是在“寿终正寝”之时，其外层依然存在着大量的氢和氦，当它们发生超新星爆发时，其光谱中就会存在氢和氦的光谱线。

另一方面来讲，中等质量恒星的内部也存在“辐射层”，所以这种恒星在“寿终正寝”之时，其外层也有着大量的氢和氦。

但与大质量恒星不同的是，中等质量恒星并不会发生超新星爆发，它们只会膨胀成一颗红巨星，在此之后，其外层的氢和氦会逐渐消散，只会留下一个由碳、氧等重元素构成的核心，并依靠残留的热量来发光，这其实就是白矮星。

白矮星的密度很高，如果将太阳压缩成白矮星的密度，那太阳的直径就将与地球差不多。

白矮星上的物质仅凭“电子简并压”抵挡自身的重力，如果白矮星可以通过某种渠道吸积到更多的质量（比如说从它的伴星吸积），那当其质量超过了“钱德拉塞卡极限”（约为太阳质量的1.44倍）时，“电子简并压”就无法抵挡其自身的重力。

在这种情况下，白矮星就会发生引力坍缩，进而引发失控的热核爆炸，也就是超新星爆发，由于白矮星上并没有氢和氦，因此在这种超新星的光谱中，就不会存在氢和氦的光谱线。

由此可见，“AT2018cow”应该是源自一颗白矮星。除此之外，研究人员还发现，“AT2018cow”的亮度在爆发后两天之内就达到了峰值，并在16天之后就迅速消退，与一般的超新星相比，它的爆发速度更快，持续时间也短得多，这也显得非同寻常。

对于这种“二维化”的超新星，目前也就只知道这么多了，研究人员表示，它的存在挑战了我们对宇宙中的恒星如何爆炸的认知，期待在未来的研究中，科学家能够通过更深入的研究揭开其中的奥秘。

参考资料： Justyn R Maund, Peter A Hoflich, et al. A flash of polarized optical light points to an aspherical ‘cow’, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 521, Issue 3, May 2023, Pages 3323–3332

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