导语：闪耀的超新星不会说话，除非你能看懂它的光芒。
关键词：超新星；白矮星；伴星
由哈勃望远镜拍摄的位于M82星系，编号为SN 2014J的一颗Ia型超新星。图片来源：NASA, ESA, A. Goobar (Stockholm University), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), CC BY
当我们抬头仰望夜空时，天上的星星看上去似乎是一成不变地挂在那里。其实，它们和我们一样，都要经历生和死。
到达生命尾声的恒星有时并不会悄然消逝，而是会变成超新星，巨大的爆炸使它们的亮度达到极致，照耀整个星系。
肉眼可见的超新星几百年才会出现一次。不过，如今有了现代工具和望远镜的帮助，还有志愿者时不时的努力，发现位于遥远星系的超新星已是屡见不鲜，比如上图中的那颗距离我们1150万光年的超新星，它是在2014年被发现的。
我们已经了解到，可以通过以下几个方面区分不同的超新星：颜色，点亮和熄灭的方式，以及在爆炸残骸中发现的元素。而最大的挑战来自于根据超新星的爆炸辨认出它的类型和历史，这有点类似于在壁炉内的奄奄余烬中试着解读已被焚毁的书籍。
用于测量的超新星类型
对于类型为Ia的超新星来说，这个解谜游戏的风险非常高。Ia型超新星被天文学家用于测量星系之间的距离和大爆炸之后宇宙膨胀的程度。
1998年的超新星观测结果让我们了解到，宇宙的膨胀正在加速，而非物理学家曾经推测的那样，在星系间引力的作用下处于减速状态。这一发现如今已得到广泛的认同，并获得了2011年度的诺贝尔物理学奖。然而，这同时也让宇宙膨胀的物理成因变得更加难以捉摸。
推动宇宙加速膨胀的是“暗能量”，要对它展开研究，就迫切需要提高Ia型超新星的观测精度。
如今全球围绕暗能量展开的研究已达几十亿美元规模，研究者们正以不同的方法进行着数十种实验。在科学家努力探索宇宙历史每分钟细节的同时，更多的进展则部分取决于我们对Ia型超新星这一工具的信任，还有我们对其爆炸的理解。
爆炸的影响
在Ia型超新星中发现的元素显示，它们是白矮星（古老的、处于晚期的恒星）爆炸的结果，相当于把太阳的质量压缩至地球大小，这一点得到了天文学家们的广泛认同。
白矮星一旦形成，将不会出现自发的爆炸。要形成一颗超新星，还需要其他恒星的影响。
一颗Ia型超新星的演变方向具有如下几种可能：（左）“白矮星+红巨星”双星系统中的白矮星；（中）“白矮星+类日伴星”双星系统中的白矮星；（右）“白矮星+白矮星”双星系统中的白矮星。图片来源：NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State Univ, CC BY
超新星的诞生初期可以为我们研究这种影响提供线索。如果有一颗恒星环绕白矮星运行，它将被白矮星爆炸引发的冲击波击中。撞击会释放出短暂的辐射闪烁，这种辐射在超新星的光亮遮盖它之前的几天时间里是可见的，且在紫外光下最容易被观察到。
天文学家能根据闪烁的周期判断出伴星的大小。然而，由于很难在爆炸后尽快找出Ia型超新星，对伴星的研究也因此遭遇了障碍。
最新发现显示出不同的起源
最近，两个以美国研究人员为首的团队发表了最新成果，为该领域的研究拓展了新的范围。
其中由马里兰大学Rob Olling带领的团队使用了开普勒天文望远镜。该望远镜曾发现环绕太阳系运行的数百个外部行星，引起了广泛关注。
开普勒望远镜能够不间断地观察恒星或星系的细微变化，这使它成为了在爆炸后数分钟内找出超新星的理想工具。
马里兰大学团队找到了3个Ia型超新星，但没有发现伴星的迹象。他们表示，上述发现中的伴星一定很小，也许它们本身就是白矮星。当两颗白矮星不断接近并最终碰撞在一起时，就会引发爆炸。
另一个团队由加利福尼亚技术学院的Yi Cao带领，在马里兰大学团队的发现之后，他们立即使用斯威夫特天文望远镜对超新星进行了观测。
他们在其中一颗超新星上有所发现：在爆炸后4天不到的时候，一道热发光从观测范围内消失了。团队称，这是对非白矮星伴星的首次清晰观测，斯威夫特望远镜对紫外光的高敏感度功不可没。
问题比答案更多
正如许多重要的发现那样，这些结果在解答问题的同时也会引发出更多的疑问。两个团队的表现都十分优秀，现在看来，Ia型超新星至少拥有两种类型的伴星。
但问题是，这两种伴星出现的几率是多少？伴星究竟是如何引发爆炸的？我们应怎样运用这些结果来进一步改良对暗能量的测量？
我相信，只要坚持不懈，再加上一点点运气，我们很快就能获知这些问题的答案。
关于作者：Richard Scalzo是一名天文学家，星图家（skymapper）望远镜计划成员，就职于澳大利亚国立大学天文学和天体物理学研究院。
（翻译：范俊；审校：侯政坤）
原文链接[the conversation]：
https://theconversation.com/short-sharp-shocks-let-slip-the-stories-of-supernovae-42118
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