一种全新的 超新星 变体终于让我们得以一窥恒星在毁灭前片刻的“内脏”。这项发表于8月20日《自然》杂志的研究详细阐述了这一发现，证实了关于大质量恒星天体内部结构的长期理论，并引发了一系列新的疑问。
深入恒星内部
天文学家长期以来一直认为，恒星的内部并非仅仅是混乱、翻腾的超高温等离子体海洋。相反，他们认为恒星内部存在着分层的混乱、翻腾的超高温等离子体。在大质量恒星（比太阳大10到100倍）中，核聚变会将恒星核心中的较轻元素聚合成较重的同类元素。经过漫长的岁月，这些越来越致密的元素会在核心中燃烧殆尽，而较轻的元素则会在 successive 的、包围层中燃烧。最终，这会形成一个难以想象的沉重铁核，一旦坍缩，就会引发超新星或黑洞事件。
此前，研究人员已经记录了一些被剥离的恒星的例子，这些恒星已经失去了它们的氦，露出了分层的、被氦、碳甚至氧包裹的结构。通常情况下，我们看到的就到此为止——直到发现 SN2021yfj。
“肯定发生了一些非常剧烈的事情”
2021年，由西北大学的天体物理学家领导的一个团队利用圣迭戈附近齐威克瞬变探测器（ZTF）的广域相机阵列来观测夜空。ZTF 的设备特别设计用于探测超新星等明亮、短暂的事件。2021年9月，研究人员注意到在大约22亿光年外发生了这样一个事件。在夏威夷W.M. Keck天文台合作者的帮助下，他们接着对他们的超新星发现 SN2021yfj 进行了光谱分析。
“几乎立刻，我们就意识到这是我们以前从未见过的事物，因此我们需要动用所有可用资源来研究它，”论文合著者、西北大学天体物理学家史蒂夫·舒尔茨（Steve Schulze）在一份声明中说。
舒尔茨和同事们没有找到他们预期的元素（氦、碳、氮或氧）。相反，他们的光谱分析显示出大量的硅、硫和氩。这些都是恒星在其生命晚期核聚变过程中产生的较重元素。
“这颗恒星损失了它一生中产生的大部分物质，”舒尔茨解释说。“所以，我们只能看到爆炸前几个月形成的物质。一定发生了非常剧烈的事情才导致这种情况。”
恒星死亡的“奇异途径”
这种剧烈的事情仍然是一个谜，尽管研究人员有一个理论。据舒尔茨说，这颗巨大的恒星从内部把自己撕裂了，露出了一个“被剥得只剩下骨头”的宇宙天体。
该团队认为，当核心在其自身引力的作用下收缩时，它变成了更致密的地狱。在某个点，它变得如此炽热和致密，以至于重新点燃了一个核聚变过程，其威力之大，产生了一个巨大的能量爆发。这反过来又将恒星的外层炸飞。随后的每一次“对不稳定性事件”都会剥离额外的元素层。
舒尔茨推测：“最近的一次壳层喷射与一个预先存在的壳层相撞，产生了我们作为 SN2021yfj 所见的明亮发射。”
然而，他并未断言这就是恒星的最终死因。其他可能性包括超新星爆发前的喷发、特别强的恒星风，甚至与一颗未知的伴星相遇。
“我不会拿我的生命打赌它是正确的，因为我们仍然只有一个已知的例子，”舒尔茨说。“这颗恒星确实凸显了我们有必要发现更多这种罕见的超新星，以便更好地了解它们的性质和形成方式。”
但根据论文合著者亚当·米勒（Adam Miller）的说法，这一发现并不意味着他和他的天体物理学家同行们需要忘记关于恒星生命周期的一切。
“不是说我们的教科书是错误的，而是它们显然没有完全涵盖大自然产生的所有东西，”他说。“一定还有其他我们[没有]考虑过的、大质量恒星结束其生命的奇异途径。”
