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被稱為 Ia 型超新星的恆星爆炸已被證明對天體物理學家來說是無價的宇宙距離標記。 它們的亮度和觀測特性的統一性使得天文學家能夠將它們用作“標準燭光”來確定天空中物體的距離。 就在十年前，當研究人員利用 Ia 型超新星作為證據表明宇宙正在暗能量這種先前未被發現的影響力的作用下加速膨脹時，Ia 型超新星成為了中心舞臺。
但是，Ia 型超新星形成的機制仍然沒有被很好地理解，一項新的模擬表明，多種情景可能導致這些事件，這些事件以估計的力量爆炸，達到 10 穰（1028）兆噸——比太陽亮十億倍以上。 標準模型認為，白矮星——一顆耗盡燃料的恆星的緻密、收縮的殘餘物——透過從恆星鄰居吸積物質或與共軌白矮星合併，生長超過其可持續質量（約為太陽質量的 1.4 倍）。 結果是失控的核反應，它在輻射閃光中點燃了先前昏暗的矮星，這種閃光可以在宇宙中數十億光年之外看到。 將超新星用作標準燭光部分依賴於假設每次事件中消耗的燃料量大致相等。
在一篇發表在 11 月 10 日《天體物理學雜誌快報》上的論文中， 一組研究人員提出了對 Ia 型前身星家族的新增內容。 與其說是鎖定在軌道舞蹈中的一對恆星之間的質量轉移或徹底合併，不如說是兩個位於密集恆星群中的未結合白矮星可能正面碰撞。 根據該團隊的超級計算機模擬，撞擊的衝擊力可能會引發熱核反應，這種反應模仿了更傳統的 Ia 型超新星，但可能比標準 1.4 太陽質量事件中消耗的燃料燃燒更多。 一些雙星合併情景也與超大 Ia 型爆炸有關，並且超新星起始條件的這種變化可能會使它們在未來高精度距離測量中的使用變得複雜。
該研究的合著者，加州大學聖克魯茲分校的天體物理學家 恩里科·拉米雷斯-魯伊斯 指出，在太空的某些區域，例如在球狀星團中，恆星種群密度是我們太陽系相對稀疏的環境的大約一百萬倍。 “球狀星團核心中白矮星的密度可能非常高，”他說，“因此它們在碰撞中相互作用的可能性是不可忽略的。”
拉米雷斯-魯伊斯和他的合著者對他們提出的機制對觀察到的 Ia 型超新星總數的貢獻的評估持謹慎態度，估計碰撞的白矮星可能佔這類爆炸的百分之一或更少。 “儘管如此，這仍然很吸引人，”聖地亞哥州立大學的天文學家道格拉斯·倫納德說，他沒有參與這項研究。
“Ia 型超新星在宇宙學和距離測量方面是非常令人興奮的觀測物件，但令人尷尬的小秘密是我們仍然不知道是什麼在爆炸，”倫納德說。 人們普遍認為白矮星是這些事件的核心，但恆星殘骸被點燃的機制仍然是一個懸而未決的問題。 “現在是成為理論家的好時機，”他補充道。 “如果你能想出一些巧妙的方法讓它們爆炸，那麼一切皆有可能，你可能最終會是對的。”
他指出，對恆星爆炸進行越詳細的研究，它們揭示的多樣性就越多，而且似乎有多種途徑可能導致 Ia 型超新星。 “可能有許多不同的方法可以導致白矮星爆炸，而這一種當然看起來是合理的，”倫納德說。
拉米雷斯-魯伊斯指出，儘管碰撞引起的超新星的估計丰度率很低，但未來幾年進行的大規模批次調查可能會獲得數十萬個 Ia 型事件，其中包括每年數百個新變種。 “一旦你擁有如此大量的 Ia 型超新星，你要將其組合起來進行宇宙學研究，你的模型有多標準取決於其他渠道是否會汙染你的樣本，”他說。