2年多前，全球各大望遠(yuǎn)鏡一齊對(duì)準(zhǔn)雙中子星并合，觀賞它們豪放地拋灑金、鉑等貴金屬。而組成我們牙齒和骨骼的鈣元素，又來(lái)自于浩瀚宇宙中的何處？

根據(jù)8月5日《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal）上刊登的一篇論文，一顆富含鈣元素的超新星生命中的最后一個(gè)月以及最終的爆發(fā)過(guò)程遭到“圍觀”?？茖W(xué)家們估計(jì)，這類(lèi)極其罕見(jiàn)的“高鈣超新星”爆發(fā)產(chǎn)生的鈣元素，占到宇宙中鈣總量的一半。

論文作者來(lái)自15個(gè)國(guó)家，中國(guó)的興隆天文臺(tái)和麗江天文臺(tái)也參與其中，顯見(jiàn)這又是一場(chǎng)國(guó)際天文學(xué)界集體“看煙花”的盛會(huì)。

高鈣超新星

這顆名為SN 2019ehk的高鈣超新星位于5500萬(wàn)光年外的M100螺旋星系，是一顆致密的恒星，最有可能是一顆黯淡的白矮星或低質(zhì)量恒星。這樣的話(huà)，我們就能解釋為什么強(qiáng)大的哈勃望遠(yuǎn)鏡在過(guò)去25年里一直盯著M100，卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)它。

一個(gè)由美國(guó)西北大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組無(wú)前例地用X射線(xiàn)成像技術(shù)研究了超新星事件。原來(lái)，超新星在生命的最后階段會(huì)釋放出外層氣體。恒星一旦爆炸，它自身的物質(zhì)與外殼中松散的物質(zhì)發(fā)生碰撞，發(fā)出明亮的X射線(xiàn)。這些X射線(xiàn)的特征能告訴科學(xué)家產(chǎn)生了哪些物質(zhì)，距離有多少。

上述極高溫、極高壓的過(guò)程中發(fā)生了一系列化學(xué)和物理反應(yīng)，鈣元素從而誕生。西北大學(xué)物理和天文學(xué)助理教授拉斐拉·馬格蒂（Raffaella Margutti）解釋道，恒星爆炸是為了釋放能量，而產(chǎn)生鈣就是一種有效的釋放能量的方式。

利用夏威夷凱克天文臺(tái)的低分辨率成像光譜儀（LRIS），研究人員發(fā)現(xiàn)這顆超新星爆發(fā)釋放出的鈣量為有史以來(lái)單一天體物理事件之最。

要知道，雖然所有的鈣都來(lái)自于恒星，但一般的恒星只會(huì)在一生中通過(guò)燃燒氦緩慢地產(chǎn)生少量鈣，高鈣超新星卻能在幾秒鐘內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)。這些鈣被拋灑到星系空間中，參與行星的形成過(guò)程。因此，我們?nèi)祟?lèi)牙齒和骨骼里的鈣元素，很可能就起源于這樣的高鈣超新星。

快來(lái)看天上“下鈣”

雖然天上“下鈣”聽(tīng)起來(lái)不如“下金子”一樣具有誘惑力，但SN 2019ehk被發(fā)現(xiàn)的背后同樣有個(gè)萬(wàn)眾矚目的故事。

2019年4月，最早是業(yè)余天文愛(ài)好者Joel Shepherd發(fā)現(xiàn)了這一個(gè)明亮的橙色圓點(diǎn)，并立即向天文界報(bào)告。

M100星系里可能有一顆超新星！這個(gè)消息很快傳開(kāi)，全球范圍內(nèi)的著名望遠(yuǎn)鏡都轉(zhuǎn)向觀測(cè)這個(gè)天體。僅僅10小時(shí)后，這顆超新星就被鎖定了。

天體現(xiàn)象瞬息萬(wàn)變，大家都要趕在現(xiàn)象消失之前發(fā)現(xiàn)有趣的點(diǎn)。不過(guò)，一開(kāi)始沒(méi)人想到去研究它的X射線(xiàn)。馬格蒂回憶道，加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究生平田大一最早提醒他們，超新星發(fā)出的類(lèi)似X射線(xiàn)的東西有點(diǎn)奇怪。研究小組隨后意識(shí)到，里面確實(shí)有新東西。以前從沒(méi)有理論預(yù)測(cè)過(guò)，富含鈣的瞬變?cè)赬射線(xiàn)波段會(huì)如此明亮。

這類(lèi)突發(fā)事件代表著未來(lái)天體物理的一個(gè)重要研究方向。為此，望遠(yuǎn)鏡設(shè)備需要升級(jí)得更靈活、更高效，能更快地鎖定目標(biāo)。

馬格蒂感嘆道，要不是爆發(fā)，人類(lèi)可能永遠(yuǎn)都不知道這顆高鈣恒星存在過(guò)。