就原始爆炸力而言，宇宙中沒有其他災難像核心坍塌超新星那樣常見和具有破壞性。在一個只有幾秒鐘的短暫事件中，失控的反應會導致恆星釋放的能量與太陽在其整個100-120億年壽命期間所釋放的能量一樣多。雖然歷史上和望遠鏡發明以來都觀測過許多超新星，但人類從未近距離觀測過超新星。

圖注：超大質量的Wolf-Rayet 124星，與周圍的星雲一起出現，是成千上萬顆銀河系恆星之一，可能成為我們銀河系的下一個超新星。它也比你在一個只含有氫和氦的宇宙中形成的恆星更大，而且可能已經處於其生命的碳燃燒階段。

最近，附近的紅巨星參宿四（Betelgeuse），開始表現出有趣的變暗跡象，導致一些人懷疑它可能即將進入超新星。雖然我們的太陽不夠大，不足以經歷同樣的命運，但它是一個有趣和可怕的思想實驗，想象如果太陽這樣做會發生什麼。是的，地球上的生物都會在短時間內死去，但不是死於爆炸波或輻射。相反，中微子會先得到我們。

圖注：17世紀超新星的動畫序列。這次爆炸，儘管發生在銀河系，時間發生在1604年之後大約60-70年，但由於中間的塵埃，肉眼無法看到。周圍的物質加上EM輻射的持續發射，都對殘餘物的持續照明起著一定的作用。超新星是大於10個太陽質量的恆星的典型命運，儘管有一些例外。

超新星——特別是核心坍塌超新星——只有在一顆比太陽大很多倍的恆星耗盡核燃料以燃燒其核心時，才會發生。所有恆星都像太陽內部元素合成一樣：透過一系列連鎖反應，將宇宙中最常見的元素氫融合到氦中。在恆星生命的這一階段，正是這些核聚變反應產生的輻射壓力阻止了恆星內部由於引力的巨大力量而坍塌。

那麼，當恆星燃燒完其核心的所有氫時，會發生什麼呢？輻射壓力下降，引力開始贏得這場巨大的鬥爭，導致核心收縮。當它收縮時，它會升溫，如果溫度能超過一定的臨界閾值，恆星將開始融合核心中的第二個最輕的元素氦，以產生碳。

圖注：這個剖口展示了太陽表面和內部的各個區域，包括核聚變發生的地方核心。隨著時間的推移，核心中含氦的區域擴大，最高溫度升高，導致太陽的能量輸出增加。當我們的太陽耗盡核心的氫燃料時，它將收縮和加熱到足以開始氦聚變的程度。

在未來約50億至70億年間，這樣事情將在我們自己的太陽上發生，導致它膨脹成一個紅巨星。我們的母星會膨脹得如此之大，以至於水星、金星，甚至地球都會被吞沒，但讓我們想象一下，我們想出了一個聰明的計劃，將我們的行星遷移到一個安全的軌道，同時降低光度增加，以防止我們的星球被炸。這種氦燃燒將持續數億年，我們的太陽耗盡氦氣，核心再次收縮和再次升溫。

對於我們的太陽來說，這是終點，因為我們沒有足夠的質量進入下一階段並開始碳融合。然而，在一顆比太陽大得多的恆星中，耗盡氫只需要數百萬年，而氦燃燒階段只持續數十萬年。在那之後，核心的收縮將使碳核聚變得以進行，之後事情會很快發展。

圖注：隨著它演化的結束，恆星內部核聚變產生的重元素正集中在恆星的中心。當恆星爆炸時，絕大多數外層會迅速吸收中子，爬上週期表，然後被驅逐回宇宙中，參與下一代恆星和行星的形成。

碳融合可以產生氧、氖和鎂等元素，但只需數百年即可完成。當碳在核心中變得稀缺時，它再次收縮並加熱，導致氖融合（持續約一年），然後是氧聚變（持續幾個月），然後是矽聚變（持續不到一天）。在矽燃燒的最後階段，核心溫度可以達到30億K，是目前太陽中心最熱的溫度的200倍。

然後關鍵時刻就發生了：核心耗盡了矽。再次，壓力下降，但這次無處可去。矽聚變產生的元素——如鈷、鎳和鐵——比它們可以想象中熔合的較重的元素更穩定。相反，沒有任何東西能夠抵抗引力崩潰，從而恆星核心爆裂。

圖注：最後階段一顆大大質量恆星內部的插圖（左），矽在燃燒的超新星（矽燃燒導致鐵、鎳和鈷在核心中形成）。今天的仙后座A超新星殘餘物的錢德拉影象（右圖）顯示了鐵（藍色）、硫磺（綠色）和鎂（紅色）等元素。我們不知道是否所有核心崩潰的超新星都遵循相同的路徑。

這就是核心坍塌超新星發生的地方。發生失控的聚變反應，產生基本上由恆星核心中子構成的巨型原子核，而外層則注入大量能量。核聚變反應本身只持續約10秒，釋放出約10^44焦耳的能量，或質量當量（透過愛因斯坦的E = mc^2）約10^27公斤：就像我們把兩個土星轉化為純能量釋放一樣。

這種能量會轉化為輻射（光子）、正在爆炸恆星物質中物質的動能和中微子的混合物。所有這三種能量都完全有能力結束在軌道上生存的任何生命，但如果太陽變成超新星，我們將如何死亡這個大問題取決於一個問題的答案：誰先到達那裡？

圖注：一顆巨大的恆星在其整個生命中被解剖，當核心耗盡核燃料時，最終形成II型超新星。核聚變的最後階段通常是矽燃燒，在超新星出現之前，在核心中產生鐵元素只需很短的時間。許多超新星殘餘物將導致中子星的形成，透過碰撞和合並，中子星可以產生最重元素的最大豐度。

當失控的聚變反應發生時，光出來的唯一延遲來自於它產生於恆星核心，核心被恆星的外層包圍。該訊號傳播到恆星的最外層表面（光球）需要一定的時間，然後以光速自由地以直線方式傳播。

一旦它出來，輻射將燒焦它路徑上的一切，立即吹走面向恆星一側地球的大氣層（和任何剩餘的海洋），而北向恆星一側將持續幾秒鐘到幾分鐘。不久之後，爆炸浪潮將隨之而來，吞沒了我們焦灼世界的殘餘物，甚至徹底摧毀整個地球。

但任何生物在光或衝擊波從超新星到來之前死亡；他們永遠不會看到自己死亡到來。中微子很少與物質相互作用，以至於對它們來說，整個恆星的功能就像一塊玻璃，從它們創造的那一刻起對可見光的作用——從它們創造的那一刻起，就以光速飛離恆星。

此外，中微子攜帶著超新星很大一部分能量：大約99%。在任何給定的時刻，我們微不足道的太陽每秒只發射約4× 10^26焦耳的能量，大約70萬億（7× 10^13）中微子透過你的手。它們相互作用的可能性很小，但偶爾會發生，當它發生時，它會將它攜帶的能量沉積到你的身體中。只有少數中微子在我們當前太陽的某一個典型一天中會做這些事，但如果它成為超新星，故事將發生巨大的變化。

圖注：中微子事件，由切倫科夫輻射環識別，沿射圖器管排列在探測器壁上，展示了中微子天文學的成功方法，並利用了切倫科夫輻射。這張圖片顯示了多個事件，是一套實驗的一部分，為加深對中微子的理解鋪平了道路。1987年探測到的中微子標誌著中微子天文學和多信使天文學的曙光。

當超新星出現時，中微子通量增加大約10萬億（10^16），而中微子的能量上升大約10倍，大大增加中微子與你的身體相互作用的機率。當你透過數學計算時，你會發現，即使它們相互作用的機率極低，任何生物——從單細胞生物到複雜人類——都會從內而外，在中微子相互作用中沸騰。

這是可以想象到的最可怕的結果，因為你永遠不會看到它的到來。1987年，我們在168，000光年之外觀測到一顆超新星，它發射出光和中微子。中微子被分佈在地球上的三個探測器捕獲，三個探測器捕獲的時間間隔約10秒。然而，來自超新星的光直到幾小時後才開始到達。當第一個視覺特徵到達時，地球上的一切在幾個小時前都已經蒸發了。

圖注：超新星爆炸使周圍的星際介質充滿了重元素。外環是在最後一次爆炸之前由先前的噴射物引起的。這次爆炸還釋放出各種各樣的中微子，其中一些中微子一直到達地球。

也許中微子最可怕的部分是，沒有好辦法保護自己免受它們的影響。即使你試圖用鉛、行星甚至中子星來阻止它們通往我們的路徑，超過50%的中微子仍然會透過。根據一些估計，不僅類地行星上的所有生命都會被中微子摧毀，而且在類似太陽系的任何地方，在超新星的第一次光到達之前，任何生命都會湮滅。

.唯一能夠做的是安裝一個足夠靈敏的中微子探測器，它可以檢測碳、氖、氧和矽燃燒中微子的獨特、可靠的訊號。我們知道這些轉變發生的時間，在超新星發生之前，在矽燃燒階段，給生命幾個小時的告別。

圖注：宇宙中有許多由恆星和其他過程產生的天然中微子特徵。恆星內部由不同融合過程產生的每一組中微子將具有不同的光譜能量特徵，使天文學家能夠確定其母星內部是否融合碳、氧、氖和矽。

可怕的是，一個像超新星這樣迷人和具有破壞性的事件，儘管它產生了各種驚人的影響，在一個單一的感知訊號到來之前，會殺死附近的任何東西，中微子絕對屬於這種情況。它產生於一顆超新星的核心，帶走了99%的能量，在地球上所有生命都將在1/20秒內獲得致命的中微子劑量，無論我們在地球上什麼位置，結果都是如此。任何保護，都無濟於事。

每當任何恆星變成超新星，中微子是可以從它們身上檢測到的第一個訊號，但當它們到達時，已經為時已晚。即使它們很少相互作用，它們也會在爆炸產生的光或物質到來之前對整個太陽系進行“消毒”。在超新星點火的那一刻，死亡的命運被最隱秘的殺手——難以捉摸的中微子所封存。