两颗白矮星合并并产生 Ia 型超新星的艺术想象图。资料来源:ESO/L. Calçada 天文学家能够预见行星状星云 Henize 2-428 中心两颗超密恒星的未来。而它们的未来并不美好。它们的轨道正在缓慢(但稳定地)收缩。在 7 亿年后,它们将相互碰撞,引发 Ia 型超新星爆发。在天文学家研究超新星的一个多世纪里,这是他们第一次看到这种类型的超新星正在形成。
白矮星的生命
Ia 型超新星是一些普通大小恒星的“终结”。这些恒星的大部分生命都在将氢聚变成氦。随着年龄的增长,它们开始将一生积攒的氦转化为碳和氧。但它们没有足够的能量制造新的元素,因此它们的碳和氧堆积成一个炽热、致密的核心。在临死之际,恒星会吹掉其外层的氢和氦。排出的气体形成美丽的行星状星云。但恒星本身——现在被称为白矮星——只是冷却下来,像刚关闭的电炉丝一样变得黯淡。然而,有时它们会获得一次“电击”——一些额外的质量会引发一场以超新星结束的反应。天文学家们多年来一直在试图弄清楚这些质量来自哪里。长久以来,人们认为爆炸的矮星只是从巨型伴星那里窃取物质。但最近,他们开始怀疑两颗白矮星也可以完成这项工作——如果它们协同合作。

甚大望远镜拍摄的行星状星云 Henize 2-428 的图像。资料来源:ESO
碰撞轨迹
这项新发现表明,两颗矮星可以产生超新星——或者说,在 7 亿年后,它们就会这样做。其结果几乎是确定的。目前,这两颗恒星的轨道周期是 4.2 小时。如此巨大、致密、近距离且快速移动的天体,会扰乱周围的时空,使之像两条互相盘旋的鲨鱼一样荡漾。它们产生引力波,每一股引力波都会带走一点能量,导致两颗矮星越来越近。一旦它们靠得足够近而发生碰撞,它们就会成为一个“它”,其总质量将非常大(是太阳的 1.8 倍),它将坍缩并随后爆炸。Henize 2-428 中的这两颗恒星将在 7 亿年后短暂地成为“一颗恒星”,然后化为一场爆炸。
遥远的爆裂
当白矮星发生超新星爆发——这一类爆炸被称为 Ia 型——时,它们会以可预测的亮度爆炸。这使得它们成为有用的“标准烛光”,用于测量遥远宇宙的距离。由于白矮星的不幸,我们得以知道其他星系有多远,以及它们正以多快的速度远离我们。然后,我们可以计算出宇宙膨胀的速度,以及暗能量的强度。我们对像 Henize 2-428 中的超新星的了解越多,这些标准烛光就越可靠。一旦亮度被精确知晓,我们就能准确地知道其他星系有多远,以及我们生活的宇宙正以多快的速度向外飞驰。














