16萬光年外，一顆恒星離奇爆炸，讓人類的宇宙學出現巨大危機

在過去的日子里，人類通過大量的觀測與理論推演，逐步建立起一套完整的宇宙學體系，然而即使到了現在，人類的宇宙學也稱不上完美，我們甚至還不能排除其存在重大缺陷的可能性。

這不，根據一項發表在《自然·天文學》上的研究，科學家發現，在大約16萬光年外，有一顆恒星離奇爆炸，讓人類的宇宙學出現了巨大危機。

根據介紹，這顆恒星位于大麥哲倫星云，在大約300萬年前，它發生了Ia型超新星爆發，這場猛烈的爆炸最終形成了一片被稱為“SNR 0509-67.5”的超新星遺跡，至今仍然在天空中閃耀。

在此次研究中，科學家利用位于智利阿塔卡馬沙漠的甚大望遠鏡（VLT）對“SNR 0509-67.5”進行了長達兩年的高精度觀測，結果驚訝地發現，這片遺跡的物質分布呈現出一種非常奇怪的“雙層殼”結構。

觀測數據表明，在“SNR 0509-67.5”之中，存在著兩層主要由鈣元素形成的殼層，它們在空間中是明顯分離的，由于鈣是Ia型超新星爆發過程中生成的常見元素，因此這就意味著，在300萬年前的那場超新星爆發中，那顆恒星其實是爆炸了兩次。

從理論上來講，Ia型超新星爆發的過程可以簡單地描述為，一顆白矮星（一種致密的恒星殘骸）不斷地吸積伴星的物質，當它的質量增加到所謂的“錢德拉塞卡極限”（大約1.4倍太陽質量）時，就會因為承受不住自身的重力而發生熱核爆炸。

也就是說，在Ia型超新星爆發的過程，應該只會發生一次爆炸才對，然而這顆恒星卻離奇地爆炸了兩次，為什么會這樣呢？對此，科學家也沒有確定的答案，只是提出了一種被稱為“雙重爆炸”（Double-Detonation）的理論模型來對其進行解釋。

其內容簡單來講就是，一顆白矮星不斷地從它的伴星那里吸積物質，但它吸積的主要是氦，這些氦堆積在白矮星的表面，形成了一個厚厚的氦氣層，隨著壓力和溫度的升高，這一層氦氣首先發生了熱核爆炸。

在此之后，表層的爆炸產生了一種向內傳播的沖擊波，它狠狠地“砸”向白矮星的核心，這股力量如此之大，以至于白矮星的質量還沒有增加到“錢德拉塞卡極限”，其核心的碳和氧（這是構成白矮星的主要元素）就在沖擊波的壓縮下提前“引爆”了。

可以看到，這樣的解釋還是比較合理的，那為什么說這顆離奇爆炸的恒星，會讓人類的宇宙學出現巨大危機呢？這是因為在宇宙學中，Ia型超新星有著非常重要的地位，它們被稱為“標準燭光”，被廣泛用于測量宇宙中遙遠天體的距離。

之所以會這樣，是因為科學家認為，這種超新星爆發的觸發條件是一樣的，其爆炸時釋放出的能量也應該是一樣的，因此其絕對星等就是固定的，既然絕對星等固定，那我們只要看它在天空中看起來有多亮（視星等），就能反推出它離我們有多遠。

然而如果上述的“雙重引爆”真的存在，那就意味著，并不是所有的Ia型超新星都是在達到“錢德拉塞卡極限”時發生的，在這樣的情況下，Ia型超新星的絕對星等就并不是之前認為的那樣是固定的。

顯而易見的是，如果人類用來測量距離的“標準燭光”都不標準，那人類的宇宙學當然就會出現巨大危機。

比如說科學家就曾借助Ia型超新星發現了宇宙正在加速膨脹，并推導出了暗能量的存在，而如果科學家最終證實了Ia型超新星的絕對星等并非固定，那么此前關于宇宙加速、暗能量比例乃至宇宙終極命運的結論，都將被迫重新審視，甚至推倒重來。

就目前的情況來看，相關的研究仍在進行之中，期待在未來的日子里，科學家能有更多的發現。

參考資料：Calcium in a supernova remnant as a fingerprint of a sub-Chandrasekhar-mass explosion，Nature Astronomy (2025)，doi.org/10.1038/s41550-025-02589-5