天文学家可能发现了一种罕见的超新星，它能完全抹去一颗巨星
SN 2023vbw（品红色圆圈）位于其矮宿主星系（绿色圆圈）的边缘。图片来源：arXiv（2026年）。DOI：10.48550/arxiv.2605.16487
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻（穆罕默德·图欣）：天文学家们发现了一次非凡的恒星爆炸，这可能是迄今为止最清晰的对不稳定超新星爆发实例之一——一种罕见事件，能够彻底摧毁一颗大质量恒星。SN 2023vbw的观测显示，爆炸能量远超典型超新星，证据表明一颗质量是太阳数百倍的恒星自我毁灭。
一些恒星爆炸会留下中子星。还有些会制造黑洞。但有一类罕见的宇宙灾难被预测将完全抹去一颗恒星。
这或许正是天文学家在2023年发现的SN 2023vbw中发现的现象，这是一场2023年发现的异常爆炸，无法简单归入既定的超新星类别。详细观测现在表明，这一事件可能是罕见的对不稳定超新星，这是一种理论上预测的爆炸类型，剧烈到足以完全吞噬制造它的恒星。
这些发现于5月15日发布在arXiv预印本服务器上的一篇论文中描述，提供了对宇宙中一些最巨大恒星如何终结生命的潜在宝贵视角。
一次不像普通超新星的爆炸
SN 2023vbw首次由Zwicky瞬变设施于2023年10月检测到。爆炸发生在一个小型、金属贫乏的矮星系边缘，距离地球约13亿光年。
最初，研究人员将其归类为II型超新星，这是一种常见的类型，发生在大质量恒星耗尽核燃料、在自身引力作用下坍缩并爆炸。
然而，这个物体很快变得格外突出。
第一个重要线索来自它的光变曲线，它追踪亮度随时间的变化。与预期的II型超新星形成的典型平台期不同，SN 2023vbw呈现出截然不同的模式。经过初步冷却阶段后，其亮度逐渐上升，约在爆炸后190天达到峰值。
该事件随后在190至230天间迅速减弱，最终进入一个缓慢下降的阶段，称为尾期。
其总辐射能量估计约为3×10⁵⁰埃格，是典型II型超新星的十倍多。
研究人员还发现，在变亮阶段，爆炸温度几乎保持恒定，而外层继续膨胀。这种行为表明存在强大且持续的内部加热源，这在普通II型事件中并不常见。
与恒星周围物质相互作用的迹象
随着超新星的发展，出现了更多不寻常的特征。
在衰落阶段，天文学家观察到光谱中开始出现禁发线。后来，在尾部阶段，氢发射线形成了复杂的结构，包括红移分量。
根据团队的分析，这些特征表明爆炸产生的扩散碎片正与包围恒星的密集盘状物质壳相撞。
这些物质很可能在恒星死亡前被排出，提供了关于其演化最后阶段的重要线索。
喷出物与周围壳层的相互作用帮助研究人员重建了可能引发爆炸的恒星类型。
证据指向一颗巨大的蓝色超巨星
光变曲线的建模表明，SN 2023vbw起源于一颗异常巨大的蓝色超巨星。
其整体亮度模式类似于SN 1987A，一颗著名的II型超新星，同样来自致密蓝超巨星。然而，SN 2023vbw亮度显著更高，且演化时间更长，表明其前身质量更为强大。
研究人员估计爆炸喷射出了170至350个太阳质量的物质。
更令人印象深刻的是其中的能量。释放的动能估计是传统铁芯坍缩超新星最大能量的60到130倍。
爆炸发生的环境提供了另一个重要线索。宿主星系的金属丰度仅为太阳的约十分之一，符合对不稳定超新星前身的理论预期。
可能的恒星融合，临终前
研究团队提出，这颗蓝色超巨星本身可能是通过双星系统中两颗大质量恒星合并形成的。
这种情景自然可以解释爆炸现场周围观察到的致密盘状壳体。合并期间或合并后排出的物质可能一直留在附近，直到最终爆炸发生。
即便如此，仍然存在重要的不确定性。
研究人员指出，天文学家仍未完全弄清极大质量恒星是以红超巨星还是蓝超巨星的身份结束生命。还有关于恒星生命周期内何时发生此类合并，以及这些事件如何影响最终爆炸的问题仍然存在。
双不稳定超新星如何摧毁整颗恒星
对不稳定超新星是理论预测中最极端的恒星死亡之一。
在质量极高的恒星中，核心温度可以升高到能量转化为电子-正电子对。这一过程降低了支撑恒星免受重力影响的辐射压力。
没有这种支撑，核心变得不稳定，触发失控的热核爆炸。
与许多其他会留下致密残骸的超新星不同，双不稳定爆炸预计会吞噬整颗恒星。中子星或黑洞不应存在。
理论模型预测，初始质量约为140至260个太阳质量的恒星在低金属环境中将面临这一命运。SN 2023vbw的建模特性似乎稳居该预测范围内。
为什么这很重要
对不稳定超新星早已被预测，但仍然极难确定。如果SN 2023vbw确实属于这一罕见类别，那么这将为研究已知最极端恒星爆炸之一提供了重要机会。
由于天体相对较近且亮度较高，天文学家可以继续跨多个波段观测，以研究其质量损失历史及爆炸过程中形成的元素。
这一发现也可能预示着未来天文台将发现的成果。研究人员预计，维拉·鲁宾天文台和南希·格雷斯·罗曼太空望远镜即将进行的巡天将能探测到数十到数百次类似事件。
找到更多例子将有助于天文学家理解宇宙中最重恒星是如何演化、脱落物质，最终以彻底毁灭的方式——有时甚至是彻底毁灭。
研究详情
Daichi Hiramatsu 等人，《超新星2023vbw的对不稳定性起源》，arXiv（2026）。DOI：10.48550/arxiv.2605.16487
