作者：文/虞子期

在巨型超新星的周围，充满了气体和尘埃外壳。在已经过去的这30年的时间里，科学家们对陨石带到地球的宇宙尘埃样本研究从未间断。终于，研究人员在这个天文研究领域迎来新的进展，而这个新发现，同时也标志着：科学家们首次区分出了超新星爆炸所产生的尘埃成分！

超新星爆炸产生的尘埃成分被确认

科学家们分析了几种星尘，通过它们的化学成分分析得出其宇宙起源结论：它们是一种源自超新星的新的星尘。德国马克斯普朗克化学研究所的研究人员，利用Cameca NanoSIMS 50L的纳米级成像光谱仪前所未有的分辨率，观察并测量了微小颗粒星云的化学成分，在46亿年前形成我们太阳系的尘埃中，超新星尘埃的占比约为1%。

一开始，研究小组的主要研究任务是测试核合成模型，或者说新原子是如何从红色巨星形成，这些都是恒星演化过程中最后阶段垂死的恒星。Jan Leitner是克斯普朗克化学研究所的研究员，以及新研究的主要作者。他表示，能够发现一些物质是超新星起源，这个结果让所有参与其中的科学家都惊叹不已。

从恒星到超新星尘埃需要多少时间

在宇宙中，大多数恒星都是主序星 ，即那些通过核聚变、将氢转化为氦的恒星。红巨星，是一颗垂死的恒星，也是恒星演化的最后阶段。我们的太阳，也会在经历几十亿年的时间之后变成一颗红巨星，并扩张吞没其内行星。红色巨星的直径，达到1亿至10亿公里，这个直径是如今太阳的100至1000倍。但是，因为能量分布在更大的区域，所以其表面温度实际上更低，仅达到2200至3200摄氏度，略高于太阳的一半。

虽然名称为红巨星，但这样的温度变化，会导致恒星在光谱的较红部分发光，尽管它们的外观通常更为鲜艳。作为红巨星，是恒星花费了大约几千到十亿年的时间，才最终将核心中的氦耗尽，并融合停止。当恒星再次收缩，直到新的“氦壳”到达核心，核心继续崩溃。部分的小星星以紧凑的白矮星结束生命。而更大质量的恒星的材料则会向内落入，直到恒星最终成为超新星，在戏剧性的火热死亡中，吹走了气体和尘埃。

超新星对太阳系的起源有贡献吗？

一颗超新星能够在太阳系的起源过程中起到怎样的作用？这是科学界非常热门的一个问题。一直以来，科学家们不知道到底有多少尘埃是来自恒星，在超新星或星际介质附近有多少形态。而这项研究，则展示了在实验室中，如何密切分析太空中的材料。这次的研究更强化了“我们都是由星尘构成”的概念，如果用一种更确切的语言来表达，那么就是我们的原子都来自于恒星中的物质。

科学家们进行了这些尘埃的近距离研究，通过测量这些前太阳颗粒、或在太阳存在之前产生的颗粒，并从中发现了镁的含量。这个结果充分表明，有一小部分尘埃是不可能由红色巨星产生的，所以它们必须来自超新星爆炸。在研究中，科学家们也通过技术得到了越来越多的细节，才得以看到更小的颗粒。

可为太阳系起源提供线索的星尘

在太阳系的材料构成中，除了氢和氦这两个部分以外，其他材料都必须来自恒星。只有当我们了解其中的细节，比如，究竟是什么类型的恒星贡献出了这些东西，这对我们了解宇宙的演变有很大的帮助作用。与此同时，这些数据也有益于未来需要进行的研究。

那些高于预期的超新星尘埃百分比，能够帮助科学家们、解释其他研究中太阳系的重要元素成分。早在2004年，曾有观点表明太阳系谷物90%都来自低质量恒星，而不是转向超新星恒星。而这项新的研究却证明了这个观点并不正确，虽然爆炸的恒星，可能会产生比我们预期更多的行星形成元素，这个研究结果，对于太阳系的起源提供了更多的线索。

超新星之恒星爆炸的伟大形象

在利用“斯皮策太空望远镜”深度野外调查搜索天空黑洞的同时，科学家发现了一颗巨大的超新星，它被自己的尘埃所淹没。在这位艺术家的渲染中，气体和尘埃的外壳在几百年前从恒星爆发 ，并且掩盖了其内部的超新星。在遥远的星系中发生的这一事件，暗示了我们银河系中最亮恒星系统可能面临的未来。

而RCW 86则结合了来自四个不同空间望远镜的数据，创建了一个多波长视图，记录了最古老的超新星实例遗留物。后来，模拟超新星开始由超级计算机创建，旨在发现核心坍缩超新星背后的机制、或短寿命大质量恒星的暴力死亡。显示了超新星核心中的熵值，以及分配给不同熵值的不同颜色和透明度。通过有选择地调整颜色和透明度，科学家可以剥离外层并看到三维体积内部的值。