這在物理學上本應是不可能的。數百萬年前，一顆白矮星——一顆類太陽恆星的衰退灰燼——與一顆明亮的伴星鎖定在一場令人眼花繚亂的舞蹈中。兩者互相環繞了無數年，透過一道氣體橋連線在一起，氣體從伴星流向白矮星，使其變得越來越重，直到它無法再支撐額外的重量。此時，白矮星本應爆炸——將自身炸成碎片，併產生一顆超新星，其亮度在短時間內超過銀河系中所有恆星的總和。然後，一旦超新星消退，白矮星的內臟散佈到整個星系，除了它的伴星之外，將真的什麼都不剩下。但出乎意料的是，爆炸並沒有完全摧毀白矮星。相反，它倖存了下來。
這顆白矮星，更廣為人知的名字是 LP 40-365，於 2017 年首次在《科學》雜誌上宣佈。“這是一個非常非凡的說法，”波士頓大學的天文學家 JJ Hermes 說。“因此我們需要一些非凡的證據來支援它。”現在，一篇釋出在預印本伺服器 arXiv 上並已提交給《皇家天文學會月刊》的研究可能恰好提供了該證據。德國埃爾朗根-紐倫堡大學的天文學家 Roberto Raddi、Hermes 和同事們又發現了兩顆白矮星，它們似乎也取得了令人難以置信的成就。這項研究不僅進一步證明了這種死裡逃生的恆星的存在，而且最終將揭示這些神秘爆炸的真相。
Raddi 的團隊在梳理歐洲航天局的蓋亞探測器的資料後發現了這些發現，蓋亞探測器特別適合尋找高速恆星——像 LP 40-365 這樣的恆星的一個重要特徵（因為超新星爆炸有能力將恆星彈射穿過星系）。其中兩顆註定要逃離銀河系，一顆正在“逆向”繞我們星系中恆星的通常旋轉方向執行。此外，它們都擁有較大的半徑，據推測是因為它們被來自失敗爆炸的額外能量膨脹了。然而，它們的質量相對較小，可能是由於爆炸期間損失了大部分物質。但也許最令人信服的證據表明這些恆星是超新星倖存者的是，它們富含較重的元素。典型的白矮星由碳和氧組成，而這些恆星主要由氖組成。“這太荒謬了，”Hermes 說。“這就像一些酒吧的啤酒招牌在星系中飛舞。”這些恆星的第二大常見元素是氧，其次是少量更重的元素，如鎂、鈉和鋁。“這簡直太奇怪了，”Hermes 說。
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這些重元素是恆星核燃料燃燒高階階段的副產品，這表明，即使這些白矮星沒有完全解體，它們的外層也確實發生了部分燃燒。這並不是一個瘋狂的想法。當最初發現 Ia 型超新星——第一種已知的爆炸白矮星型別時——理論家們試圖在他們的計算機上重現這些天體災難，但難以實現不會在吞噬整個恆星之前就熄滅的爆炸。因此，天文學家拋棄了這些模型，確信爆炸白矮星是一件要麼全有要麼全無的災難性事件。然後在 2002 年，觀測者發現了一種新的超新星型別，稱為 Iax 型。這些爆炸看起來像它們的表親，只是它們移動得更慢，衰退得更快，並且總體能量更少。為了解釋這些緩慢的恆星爆炸，天文學家們復活了他們之前丟棄的模型。
感謝那些早期的模型以及最近來自理論家的少量幫助，天文學家現在認為他們瞭解了半熟白矮星超新星背後的機制。當白矮星從伴星虹吸物質時，它會變得更重和更密集。最終，密度變得如此之高，以至於白矮星內的碳核融合在一起，使恆星能夠在大約一千年的時間裡構建更重的元素。但訣竅是，這種核聚變只發生在恆星內部的特定區域——如果可以稱之為一個氣泡的話。那個氣泡最終變得非常熱，以至於它從恆星內部湧出，在不到一秒的時間內衝破表面。爆發將恆星的大部分內臟噴射到太空，就像火箭一樣，將富含元素的白矮星加速到令人難以置信的速度。
這個故事很好地解釋了這三顆新發現的白矮星，儘管有一個主要的警告：這些恆星應該含有一些在燃燒中沒有燃燒的碳。但與那些預期相反，它們似乎相對不含碳。“那是最後一塊不太合適的拼圖，”卡內基天文臺的天文學家 Anthony Piro 說，他沒有參與這項新研究。“大自然總是充滿驚喜。總會有一塊缺失的拼圖需要你去調查。”然而，天文學家仍然相當確信這些恆星在 Iax 型超新星中倖存了下來。“當然，就大致的定性影像而言，這絕對看起來像是一顆發生過某種爆炸性聚變的白矮星，”羅格斯大學的天文學家 Saurabh Jha 說，他也沒有參與這項新研究。
這可能僅僅打開了研究這些輝煌爆炸的許多大門。由於超新星非常罕見，天文學家主要研究發生在遙遠星系中的爆炸——迫使他們在光線在幾個月內消退之前對其進行仔細檢查。但是這些在銀河系中快速移動的白矮星提供了第一批恆星遺骸，可以在數百萬年後進行詳細研究。“這就像我們可以在其他星系中看到超新星——恐龍，”Jha 說。“但是在這裡附近——透過這些型別的恆星——我們擁有化石。”
這些化石可以為我們提供有關其前身爆炸的具體細節的大量資訊。像它們的 Ia 型表親一樣，Iax 超新星同樣在宇宙中產生和分散重元素。但與它們更明亮的表親不同，後者幾乎沒有留下關於這個過程的持久證據，在 Iax 型爆發中倖存下來的恆星佈滿了它們產生的元素——使天文學家能夠詳細研究這些宇宙雞尾酒。天文學家已經懷疑流淌在你血管中的鐵是在 Ia 型超新星中產生的，而你結婚戒指中的金是在兩顆中子星——大質量恆星在超新星爆炸中死亡後留下的灰燼——碰撞時產生的。“能夠最終更完整地瞭解所有這些不同元素的來源，這令人興奮，”Piro 說。
Raddi 的團隊還估計，在銀河系附近潛伏著許多類似的超新星倖存者——在蓋亞的最終資料集釋出時，可能應該可以看到其中的 20 個。“這不是故事的結局，”Piro 說。“這是一項自成一體的產業，而且它才剛剛開始。”對於 Jha 來說，這尤其令人欣慰。他研究 Iax 型超新星——所謂的怪胎——大約 15 年了，並且很高興看到這個長期以來被認為非常小眾的領域開始爆發。