這是宇宙中又一種超出人類理解能力的極端天體

藝術家描繪的II型超新星1993J。NASA / ESA / G. Bacon

宇宙中存在著一些超乎我們理解力的地方，超新星就是這樣一個極端的例子。一顆恆星，如果它的質量和體積達到太陽的若干倍，當它耗盡燃料後，就會以一種極為猛烈的方式，在不到一秒的時間內死去。

在一瞬間，一整顆恆星都會向內坍塌，形成一個黑洞（或中子星），產生一系列宇宙間密度最大的元素，然後向外爆發，釋放出相當於幾百萬甚至幾十億顆恆星的能量。

但並不是所有超新星都是一樣的。超新星可以分為不同的類型，它們由不同類型的恆星產生，爆發的方式各不相同，留下的殘骸也不一樣。

超新星大體上可以分I型和II型，每一型又有多個子類。讓我們先從II型超新星說起。

II型超新星1987A。NASA / ESA / 哈勃太空望遠鏡

氫在恆星內部通過聚變轉化成氦。這樣的反應會以光子的形式釋放出能量，光壓會抵消掉朝向恆星內部的引力作用，恆星因此保持穩定。

像太陽這樣的恆星，由於質量的限制，無法通過聚變生成比碳（氦聚變的產物）更重的元素。因此一旦氦耗盡，核聚變就會停止。太陽會變成一顆白矮星，然後慢慢冷卻。

但是如果恆星的質量達到太陽的8至25倍，核聚變就會一直進行下去，生成更重的元素。氫耗盡後，氦開始燃燒並生成碳；氦耗盡後，碳開始燃燒並生成氖；碳耗盡後，氖開始燃燒……核聚變會像鏈條一樣一直進行下去，直到生成鐵。鐵聚變成更重的元素，需要消耗的能量大於它釋放出的能量，因此聚變只能到此為止。

聚變一旦停止，光壓便無法再抵擋強大的引力，恆星的外層就會在不到一秒鐘的時間內向內坍縮，物質高速撞上堅硬無比的內核，然後向猛烈反彈，形成壯觀的超新星爆發。恆星的內核也會在爆發中變成緻密的中子星。如果恆星的質量達到太陽的25倍以上，其內核就會變成一個黑洞。

質量超過太陽100倍的超級巨星在超新星爆發中幾乎會屍骨無存。宇宙誕生後不久，太空中曾經出現過許多質量達到太陽幾百甚至幾千倍的超大質量恆星，它們是由純氫和純氦構成的。這些巨獸的壽命極短，爆發時產生的能量也是我們難以想像的。

藝術家描繪的超新星爆發。ESO

而I型超新星較為罕見，它是由一種奇特的雙星系統產生的。

在這樣的雙星系統中，有一顆必須是白矮星，也就是死去已久的主序星殘骸。另一顆可以是任意類型的恆星，如紅巨星、主序星，或另一顆白矮星。

這兩顆恆星必須十分靠近。因此白矮星會從它的同伴那裡竊取物質，讓自己變得越來越大。當它竊取的物質質量達到太陽的1.4倍時，就會爆發成超新星。

Ia型超新星的形成機制，左側是白矮星，它正在從它的伴星那裡竊取物質。NASA

由於存在這個1.4倍的指數，天文學家可以把Ia型超新星當成在宇宙中測量距離的「標準燭光」。由於我們知道多大的能量能夠導致超新星爆發，因此就能計算出它和我們之間的距離。

宇宙中能夠觸發超新星爆發的機制其實很多，恆星的合併、白矮星的合併，甚至是中子星的合併都會引發超級超新星和伽瑪射線暴的出現。不過這種現象本身是較為罕見的。

物理學家用粒子加速器製造出了許多周期表上原本沒有的重元素。像第117號元素Uus（Ununseptium）和第113號元素Uut（Ununtrium）。製造這些元素需要極大的能量，它們的半衰期也極短，能夠存在的時間可能連一秒都不到。

而在超新星爆發中，可能會產生許多這樣的元素。這是一種我們難以想像的大威力粒子加速器。

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