1987年2月23日，距離地球16.8萬光年的大麥哲倫雲中出現了一顆超新星，似乎表明那裡有一顆紅超巨星走進了墳墓。但是研究結果告訴我們，實際情況可能並非如此……

SN 1987A。NASA / ESA

很多人見過這張照片，但知道照片中這些“環環相扣”的東西究竟是什麼的人可能並不多。知道當年它曾經制造了多大轟動的人大概就更少了。

畢竟事情已經過去三十多年了。1987年2月23日，在銀河系的衛星系大麥哲倫雲中，突然出現了一顆極為明亮的超新星。雖然只有南半球可見，但是這顆耀眼的明星依然引起了全球的關注。這是400多年來第一起人類肉眼可以看到的恆星爆炸事件。在幾個月裡，它釋放出了大約相當於一億個太陽的能量。這顆超新星就是著名的1987A。(大麥哲倫雲距離我們約16.8萬光年，因此這顆超新星實際上爆發於16.8萬年前。)

大麥哲倫雲中的超新星1987A（圖中心位置），由哈勃太空望遠鏡拍攝。NASA / ESA / R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation) / M. Mutchler / R. Avila (STScI)

人們渴望知道真相。1990年，哈勃太空望遠鏡搭乘太空梭升空，幾經波折後，開始為1987A拍攝照片。雖然超新星的強光已經消褪。但是哈勃的超級視力卻在我們面前展現出一個奇異的景象——一個人類從未見過的，由許多“環”巢狀而成的超新星衝擊波結構。

計算機模擬的超新星1987A明亮拋射物質環3D結構。NASA / ESA / F. Summers / G. Bacon (STScI) / S. Orlando (INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo)

三十多年過去了，天文學家對這顆超新星的興趣依然不減。多年來的研究結果顯示，超新星1987A的前身可能並不是人們通常以為的紅超巨星，而是一顆藍超巨星。

宇宙中最大的恆星型別是紅超巨星。紅超巨星的直徑可達太陽的幾百倍；而藍超巨星要小得多，直徑通常不足太陽的三十倍，儘管它們同樣熾熱和明亮。

與此同時，超新星1987A身上還存在許多不解之謎。X射線和伽馬射線觀測結果表明，1987A爆發後，恆星核心塌縮過程中形成的放射性鎳向外拋射速度高達每秒4000公里。人們一直不解，為什麼這些鎳的同位素會以如此高的速度運動？

計算機模擬的超新星爆發物質拋射。日本理化學研究所（RIKEN）天體物理大爆炸實驗室

近日，日本理化學研究所（RIKEN）天體物理大爆炸實驗室的Masaomi Ono等人綜合相關線索，通過計算機模擬再現了這一過程，並揭示了1987A的前身是藍超巨星的原因。

1994至2016年間，哈勃太空望遠鏡拍攝的超新星1987A照片，展現了超新星拋射物質環增亮變化的過程。NASA / ESA / R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation) / P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

在將四種不同的“非對稱核塌縮超新星”模型與1987A進行了比對之後，RIKEN的研究人員發現，超新星1987A的前身之所以會是藍超巨星，以及要解釋它身上的種種謎團，最有可能的一種情形是，這顆藍超巨星是由紅超巨星和主序星合併產生的。

大品質恆星核心的塌縮會導致超新星爆發。無論爆發的恆星是紅超巨星還是藍超巨星，恆星核心一旦被引力壓垮，就會發生向內的塌縮，導致一連串的反應，引發劇烈的爆炸，把恆星的外殼徹底崩飛，並把恆星核心擠壓成中子星或黑洞。

研究人員結合三種不同資料展現的超新星1987A拋射物質環多波段照片，展現了其精細的結構。NASA / ESA / A. Angelich (NRAO/AUI/NSF) / R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation) / CXC / Penn State / K. Frank et al. / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / R. Indebetouw (NRAO / AUI / NSF)

研究人員還通過模擬，找到了超新星爆發遺留中子星可能會在的位置。它大約位於超新星拋射物質環中心偏北處。

歐洲南方天文臺舒密特望遠鏡拍攝的超新星1987A。照片拍攝時，這顆超新星依然肉眼可見（圖中偏右的亮星即是）。ESO

參考：Merger between two stars led to iconic supernova, https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/rr/20200319_2/index.html