衝擊波！

大約十年前，在1987年2月23日，天文學家注意到，位於大麥哲倫星雲中距離地球167,000光年的一顆恆星已經爆炸解體。這場驚天動地的自毀行為釋放出的能量，相當於100個太陽在其一生中釋放的能量總和。從那時起，科學家們一直在觀察超新星1987A逐漸消退的餘暉——而這場表演的第二幕現在開始了：來自爆炸的巨大沖擊波正在撞擊環繞著這顆死亡恆星的神秘氣體環，導致它再次發光。

超新星1987A是自約翰內斯·開普勒在1604年記錄下他對超新星的觀測以來，所見過的最明亮的恆星劇變。在它最亮的時候，超新星1987A的光芒與北斗七星星座中的恆星一樣強烈。而且它是第一顆在現代儀器的長期觀測下被清晰觀察到的超新星。“這是我們第一次能夠在人類的生命跨度內觀察到這些事件，”空間望遠鏡科學研究所的安·金尼說，該研究所為美國國家航空航天局管理著哈勃太空望遠鏡。

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的確，觀察超新星就像觀看一顆核彈以極慢的速度引爆。由於其巨大的規模，在地球爆炸中只需一瞬間發生的事件，在太空中卻需要數十年才能展現出來。哈勃望遠鏡最近的觀測顯示，來自巨大爆炸的物理衝擊波現在才剛剛到達環繞死亡恆星的三個神秘氣體環中最內層的一個，距離為三分之二光年。

在每小時4000萬英里的重錘猛擊下，一個氣體結——直徑1000億英里，是環的一部分——已經開始發出明亮的光芒，因為它的溫度從幾千華氏度飆升到一百萬華氏度。天文學家預測，只需幾年時間，整個環就會因吸收了全部的衝擊力而變得光芒四射。“從現在起十年後，整個環將比今天亮數百倍，”哈佛-史密森天體物理學中心的羅伯特·基爾什納說，該中心製作了最近超新星環的影像。

天文學家不認為這個內環僅僅是爆炸的碎片。相反，他們認為它可能在恆星爆炸前大約20,000年形成。但它只是在被爆炸產生的X射線和光能加熱後才變得可見；從那時起，隨著氣體冷卻，它一直在緩慢地消退。“這種物質曾經是恆星的一部分——它不是彈片，而是恆星爆炸前噴射出來的表面物質，”基爾什納說。

外面的兩個環更加令人費解。1994年記錄的哈勃影像顯示，爆炸的恆星呈現出類似兩個底座相連的酒杯的形狀。超新星位於兩個酒杯杯柄的交匯處。內環氣體分散在底座邊緣周圍。然後，還有兩個更微弱的氣體環，它們位於酒杯杯口的邊緣。

由於外環看起來像是映象，天文學家推測它們是由高能雙噴流“繪製”在膨脹的氣體包層上的。一顆快速旋轉但看不見的伴星——一顆在超新星爆發時坍縮成中子星或黑洞的伴星——可能產生了這些噴流。從爆炸的恆星落到緻密伴星上的物質會被加熱，並以兩條狹窄的噴流形式，連同輻射束一起被噴回太空。

當緻密天體旋轉時，它可能會像一個即將停止旋轉的兒童陀螺一樣搖晃或進動。然後，雙射束將描繪出像旋轉草坪灑水器噴出的水柱一樣的大圓圈。事實上，當歐洲航天局的克里斯·伯羅斯對哈勃影像進行詳細檢查時，他找到了一個昏暗的天體，它可能是射束的來源，位於預測的位置——距離超新星爆炸中心約三分之一光年。

研究人員正在等待擴散的衝擊波來照亮可能證實伯羅斯理論並解開垂死恆星其他謎團的特徵。衝擊波是一種物理撞擊，將使科學家能夠測試關於衝擊波相互作用的新理論。“我們開始看到碰撞的跡象，錘子敲擊鐘聲。這一事件將使我們能夠驗證我們在過去十年觀察中建立起來的想法，”基爾什納補充道。

如果關於環的理論是正確的，那麼環繞死亡恆星的整個結構應該是一個低密度氣體的包層，其中的物質過於稀薄而無法觀察到。“環將形成一個發光可見光和X射線的燈泡，它將照亮外面的物質，”科羅拉多大學博爾德分校的理查德·麥克雷說。“來自撞擊的光將使我們有機會第一次看到這種看不見的物質，然後也許我們可以解開外環的謎團。”

最近的哈勃影像已經闡明瞭形成行星和生物體的重元素如何在宇宙中傳播。“宇宙和我們世界中的所有化學元素，都被認為是在太陽系形成之前由爆炸的恆星創造的，”基爾什納說。“我們都來自外太空，但我們不是乘坐宇宙飛船來到這裡的；我們是以原子為單位從爆炸的恆星中來到這裡的。”