以色列科學家近日研究發現，他們在2007年觀測到的一顆超新星事實上是宇宙中最大質量恆星劇烈爆炸的產物。這一發現意味著，在我們所在的宇宙區域中曾經存在著質量極為巨大的恆星，它們的質量都至少超過太陽質量的100倍，甚至在最初形成階段是太陽質量的200倍。
宇宙初期曾存質量巨大恆星 相當於太陽200倍
這顆超新星編號為「SN 2007bi」。2007年4月6日，以色列魏茨曼科學研究所科學家阿維沙伊-加爾雅姆領導的一支科研團隊在一個矮星系中發現了這顆恆星的劇烈爆炸事件，並將其命名為「2007bi超新星」。科學家們通過對這顆超新星的光譜和光曲線進行分析發現，這顆爆炸的恆星應該超過太陽質量的100倍。由於太陽之類的恆星都是以白矮星的形式結束它們的恆星生命，隨著年齡的增長它們會不斷散發出大量的物質和能量。因此，科學家們認為，這顆恆星在形成初期時的質量可能比太陽質量100倍還要大。根據它死亡時的質量判斷，它剛剛出生時的質量大約是太陽質量的200倍。如今，所有已發現的恆星沒有一顆能夠擁有如此大的質量。已知質量最大的恆星大概位於銀河系中央附近，質量是太陽的114倍。
對於一般恆星來說，它們在死亡並燃燒完核燃料後，就會形成黑洞或中子星。但是，對於超過140個太陽質量的超大質量恆星來說，它們永遠不會有機會燃燒完自己的燃料。隨著年齡的增長，它們的內核壓力和溫度也在不斷升高。當它們演化到擁有氧核階段時，支撐壓力的光子會轉變成電子-正電子對。這種轉換可以減弱由支撐恆星質量的輻射所帶來的壓力，最終導致恆星劇烈爆炸，從而產生一種所謂的「對不穩定性」超新星。「2007bi超新星」就屬於這一類超新星。
根據對「2007bi超新星」光譜的分析，科學家們從中發現了大量的放射性鎳-56，這種物質的總質量超過太陽質量的7倍。加爾雅姆研究團隊介紹說，這是一種典型的「對不穩定性」超新星。在2006年，也曾經出現過類似的爆炸事件，估計也屬於此類超新星爆炸，但科學家沒有在其中發現明確的證據。美國德克薩斯大學奧斯汀分校科學家沃爾克-布羅姆也承認，「關於『對不穩定性』超新星，『2007bi超新星』是第一個，也是最有說服力的一個案例。」科學家們認為，儘管在現代宇宙中這種「對不穩定性」超新星相當罕見，但在早期宇宙中可能非常普遍。
「2007bi超新星」爆炸向太空釋放了大量的硅和許多重元素，其中僅僅硅元素物質的質量就超過太陽質量的22倍，所有被釋放物質的總質量也是普通超新星質量的數倍。由於在死亡的早期，超大質量恆星向太空中釋放了太多的重元素，這在一定程度上影響了下一代恆星的成長。包含有鐵及其他重元素的氣體雲容易形成一個個小節點，這些小節點可以逐步形成像太陽這樣的相對輕量級恆星。因此，這些超大質量恆星在宇宙形成的初期是占支配地位的。
儘管質量較小的恆星在死亡時也會釋放出金屬元素，但是相對來說，「對不穩定性」超新星更是宇宙重元素的多產者。加爾雅姆解釋說，「這樣一次爆炸可以『污染』一整個小型星系。」 |
