0039 死星复燃

    恒星并不恒久，它们都有着一定的寿命。但星空中发现了一颗可不断死而复生的恒星。

    就像人类一样，恒星也有一个出生，然后经历一个生命周期，最终走进死亡。不过，恒星的寿命要长得多，从几百万年到几万亿年不等。一颗恒星的死亡方式取决于它的质量：小质量的恒星可以轻轻把自己的外层物质抛出，形成行星状星云，自己会变为一颗白矮星；大质量的恒星可以在一场被称为超新星的壮观爆炸中走向毁灭，而核心处残余的物质会坍缩成中子星或黑洞。

    对于一颗普通的恒星来说，超新星是一次性的事件，标志着一颗恒星生命的终结——至少很多人是这么认为的。然而星空中发现了一颗经过多次超新星爆炸的恒星。为什么会这样？

    超新星有两种常见的类型：Ia型和II型。Ia型超新星通常发生在由引力结合在一起的一对恒星中，这对恒星称之为双星系统。在这种情况下，其中一颗恒星是白矮星——一颗密度非常大且体积很小的恒星核心残骸，它的伴星既可以是一颗巨型恒星，也可能是一颗更小的白矮星。当这颗白矮星开始吞噬其伴侣的物质时，它最终将达到太阳质量的1.4倍（也被称为钱德拉塞卡极限），这会迫使白矮星进入一种不稳定的状态，从而在一种被称为Ia型超新星的奢华明亮的爆炸中死亡。

    超新星并不仅仅出现在包含白矮星的双星系统中，一些质量不少于8倍太阳质量的孤立恒星也会发生这种情况。恒星由核聚变产生能量，与太阳不同的是，大质量的恒星能够合成原子量比氢和氦更重的元素。

    当这些恒星到达生命的终点时，为恒星核心提供能量的氢首先被消耗掉，然后恒星开始以氦为燃料，并聚变出更重的元素。氦消耗完后，恒星随后将消耗其他重元素，从碳、氧、氖、镁，再到硅，直到铁出现在核心中。然而，铁的核聚变会吸收能量，这样核心处就不能产生能量来支撑恒星，最终在自身质量下坍塌。这导致了恒星的内爆，外围的物质会被反弹，从而变为一场剧烈的爆炸。这种爆炸被称为II型超新星。

    由于超新星爆炸释放出的能量极大，也产生了比恒星所能产生的更高的温度，如此高温的环境适合许多重元素的合成。所以，超新星爆发的过程中会合成很多重元素，包括比铁重的元素。事实上，宇宙中有半数左右的比铁重的元素都是超新星爆发带来的。

    超新星爆发会将恒星大部分物质抛散到周围的太空，抛出的物质在向外膨胀的过程中会与星际介质（恒星间弥漫的气体和尘埃）相互作用而形成一种云状结构，这就是超新星遗迹。

    在肉眼看来，这两种类型的超新星是无法分辨的，因为它们只不过是壮观的爆炸，将气体和尘埃分散到周围的太空。然而，专家们已经找到区分它们的办法，一个办法就是分析超新星的光谱。

    光谱可以显示了光在不同波长范围内的强度。当一种元素存在于气体和尘埃中时，它会吸收特定波长的能量，星空专家可以通过研究它在光谱中留下的痕迹来识别它。分析光谱时，区分这两种超新星的过程，实际上只是一个简单的问题：是否存在氢吸收谱线？如果答案是肯定的，那么就是II型超新星。如果答案是否定的，那么就是Ia型超新星。

    超新星爆发后，其亮度也会随着时间的推移逐渐减弱。通过观测亮度的变化，星空专家也能区分这两种超新星。超新星爆发后，星空专家会利用天文望远镜记录超新星的亮度在一段时间内是如何变化的。他们通常会以横轴为时间，纵轴为亮度作图，绘制出超新星亮度随时间变化的曲线，简称为光曲线。光曲线的形状，能帮助星空专家确定发生的超新星是什么类型的。

    如果你观察Ia型超新星的光曲线，最明显的特征是亮度的急剧增加，达到50亿倍我们太阳的光度，然后逐渐下降。而II型超新星的初始亮度也有类似的急剧增长，但爆炸后往往会有一段时间没有亮度变化，随后它会在大约100天里逐渐变暗。