罕見超新星揭開恆星內部祕密，科學家首直接觀測到恆星「心臟」物質

就像撕裂的傷口深可見骨，天文學家首次直接觀測一顆恆星經歷罕見爆炸後露出的核心結構，證實多年同心理論模型，並揭開恆星內部元素形成關鍵過程。

長期以來，理論模型預測恆星內部像洋蔥一樣呈現不同元素組成的同心結構，從外層氫殼、氦殼到核心重元素鐵等，驗證理論途徑之一是大質量恆星經歷超新星爆炸前的行為。

一顆大質量恆星走向死亡過程會依序脫落從外到內的物質，於周遭形成不同元素組成的殼層結構，只不過最終爆炸攪合各層物質，因此難以詳細觀察，尤其富含氧、矽、硫的內層通常在恆星爆炸前幾個月才出現，被掩埋在一層又一層材料之下且燃燒週期短，天文學家過去一直無法直接觀察到此層。

▲ 恆星內部物質具有同心分層結構。（Source：NASA）

迄今為止，在所有已知超新星觀察到的材料主要為前 2 個燃燒週期（外層）產生的氫、氦、碳層。

然而 2021 年 9 月 6 日，多個天文觀測設備（包括地面天文台、太空衛星）捕捉到一場奇怪超新星爆炸事件 SN2021YFJ，西北大學天體物理學家 Steve Schulze 團隊分析後竟識別出靠近恆星核心的矽、硫、氬氣層，首次直接觀測到恆星內部物質。

研究人員認為，這顆垂死恆星在走向超新星爆炸階段前，可能還經歷其他更動盪形式導致內層物質向外彈出，或者說爆炸前已露出內殼。

雖然目前仍只有 SN2021YFJ 這個例子能驗證恆星的同心模型，但也強調宇宙存在其他罕見超新星類型，能幫助科學家更理解恆星性質與演化史。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。

（首圖來源：西北大學）

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