研究银河系边缘一颗死星的天文学家可能已经发现了一种以前从未见过的热核爆炸的证据——而且可能再也见不到了。
在数百年甚至数千年的热量和压力积累后，这种巨大的爆炸似乎发生在中子星（死星的超致密、致密核心）深处，被称为“超爆发”。研究合著者、加利福尼亚州奥克兰市 Eureka Scientific 的研究科学家 Jeroen Homan 告诉 Live Science，当爆炸最终在 2011 年点燃时，它在大约三分钟内释放的能量与太阳在 800 年内释放的能量一样多。
“对于任何类型的热核爆炸，都需要非常高的温度和非常高的压力，”霍曼说。“对于超爆发，温度和压力要求如此之高，以至于我们认为它可能在 1000 年中仅在特定来源中发生一次。”
如果得到证实，这种超爆发将是迄今为止在中子星中探测到的最强大的一次爆炸——也可能是任何地方探测到的最罕见的爆炸。
闷烧的余烬
2011 年，一颗名为 MAXI J0556-332 的中子星（位于距离地球约 140,000光年的银河系光晕中）爆发了强大的能量耀斑，只有X 射线望远镜才能看到。
像这样的 X 射线爆发在作为双星系统一部分的中子星中相对常见——也就是说，它们与附近的另一颗恒星共享一个共同的重心。当中子星强大的引力从其伴星中吸收大量气体时，就会发生爆发，导致气体在撞击中子星表面时发生爆炸。爆发短暂地加热了中子星，天文学家可以用 X 射线望远镜观察整个银河系；落在恒星上的物质越多，之后恒星就会越亮。
研究人员在 2011 年刚刚开始观察 MAXI J0556-332，当时他们看到 X 射线爆发点燃。然而，关于这次爆发的一些事情是不同的。
“在爆发结束后的第一周，我们注意到这颗恒星非常热，”霍曼说。“大约是我们之前观察到的任何其他恒星的两倍。”
这种极端高温仅仅是大量物质同时撞击中子星表面的结果吗？在观察了这颗中子星 10 年后，该团队得出结论，事实并非如此。在这十年的观测中，这颗中子星爆发了另外三次大的 X 射线爆发——但没有一次让这颗恒星的温度接近 2011 年爆发时的温度。必须有其他一些机制在起作用。
进入超爆发
在他们的新研究中——该研究于 2 月 9 日在预印本服务器arXiv上发表，尚未经过同行评审——研究人员计算了中子星内部巨大的热核爆炸如何导致 2011 年观察到的极端高温。爆炸作者写道，每隔几年左右，来自伴星的物质球就会落到中子星的表面，从而不断增加恒星内部的热量和压力，这可能会累积数百年甚至一千年以上。
在大多数恒星中，高压会导致氢原子融合成氦，从而引发释放大量能量的核反应。一些大恒星可以融合更重的元素，如碳，以产生更强大的核爆炸。但为了将 MAXI J0556-332 加热到 2011 年观察到的程度，爆炸需要达到前所未有的程度。
“我们认为我们发现了中子星深处发生的热核爆炸，这可能是氧或氖核聚变的结果，”霍曼说。“这将是对超爆发的第一次观察。”
在这一生中观测第二颗恒星可能几乎是不可能的——不仅因为这颗恒星必须从头开始，在另外 1000 年或更长时间内重建热量和压力。鉴于从未观察到任何其他中子星升温到 2011 年 MAXI J0556-332 的程度，天文学家怀疑超爆发可能是一种极其罕见的现象，只有在极其特殊的情况下才有可能。
那些情况是什么？这就是研究人员希望接下来发现的。未来的研究将集中在 MAXI J0556-332 的神秘伴星上，看看它是否有一些特殊的属性，或者它为 MAXI 提供物质的方式，使这个遥远的恒星系统更容易发生超爆发。霍曼说，研究人员在 2011 年的观测中赢得了宇宙彩票。现在，是时候弄清楚他们是如何变得如此幸运的了。
