日本理化學(xué)研究所的一個(gè)國(guó)際聯(lián)合研究小組利用最新計(jì)算機(jī)模擬，成功再現(xiàn)了大約340年前爆發(fā)的超新星殘骸仙后座A中鈦和鎳的放射性同位素空間分布。由于這種分布能直接反映中子星爆炸的情況，有助于解開(kāi)“超新星爆發(fā)”之謎。

質(zhì)量超出太陽(yáng)8倍以上的大質(zhì)量星誕生之后，經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年穩(wěn)定進(jìn)化，星體中心大部分由鐵形成核。核的質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量1.5倍后，就會(huì)由其自身重力作用發(fā)生塌縮，形成半徑約10公里的“中子星”。誕生初期的中子星密度大于原子核，溫度可達(dá)到5000億攝氏度，產(chǎn)生大量質(zhì)量近乎為零的基本粒子中微子。

引發(fā)超新星爆發(fā)的物理過(guò)程是50年來(lái)的未解之謎。關(guān)于爆發(fā)機(jī)理最有力的一種學(xué)說(shuō)認(rèn)為，熱中子星內(nèi)部釋放的中微子的一部分被周圍氣體吸收，使氣體被加熱。通過(guò)“中微子加熱”氣體出現(xiàn)激烈運(yùn)動(dòng)，就如燒開(kāi)的水壺蓋子被噴飛一樣，激烈的氣體“泡”引發(fā)了超新星爆發(fā)。

此時(shí)釋放出的熱物質(zhì)中，有合成的鈦與鎳的放射性同位素鈦44（質(zhì)子數(shù)22、中子數(shù)22）和鎳56（質(zhì)子數(shù)28、中子數(shù)28）等重元素，之后鈦44衰變?yōu)殁}（質(zhì)子數(shù)20）的穩(wěn)定同位素，鎳56衰變?yōu)殍F（質(zhì)子數(shù)26）的穩(wěn)定同位素。衰變熱導(dǎo)致超新星持續(xù)數(shù)年發(fā)出耀眼光芒。

中微子加熱“煮沸”的氣體，其沖擊波呈非球?qū)ΨQ型擴(kuò)散。迄今為止，已觀測(cè)到多數(shù)超新星殘骸釋放出的大規(guī)模“非對(duì)稱性”沖擊波。

研究小組對(duì)鈦44和鎳56等重元素合成進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中子星受到的沖擊越強(qiáng)，鈦44與鎳56的空間分布的非對(duì)稱性越大。這是由于它們是在超新星的最深部位，即中子星近旁產(chǎn)生，因此空間分布最直接反映爆炸的非對(duì)稱性。

研究小組今后將驗(yàn)證更多年輕超新星殘骸的中微子加熱爆炸模型，以期能揭示超新星爆發(fā)的機(jī)理。這一成果刊登在近日出版的美國(guó)《天體物理學(xué)雜志》上。 （記者陳超）

(責(zé)編：孫競(jìng)、熊旭)