蟹狀星云核心之謎

超新星1987A 爆發(fā)前是一顆質(zhì)量為太陽8～10 倍的恒星。它距離地球大約17 萬光年，位于銀河系的一個矮星系鄰居——大麥哲倫云中。超新星1987A 的得名，是因為它是在1987 年被科學家發(fā)現(xiàn)的。

37 年來的奧秘

當超新星1987A 的原恒星爆發(fā)時，其產(chǎn)生的“幽靈”粒子——中微子最先抵達地球，然后科學家才探測到了它的亮光。這也是在過去大約400 年中在地球上觀測到的最近、最明亮的超新星。

像這樣的超新星，會把碳、氧、硅和鐵之類的元素傳播到宇宙中。這些元素最終會成為后代恒星和行星的構(gòu)建單元，甚至會形成我們今天所知生命的必需分子。這樣的超新星也會形成兩種致密的恒星殘骸中的一種：中子星或黑洞。但在過去三十多年中，科學家一直不知道在超新星1987A 的中心隱藏的究竟是中子星還是黑洞。

兩種復雜的可能

當大質(zhì)量恒星的核心核聚變所需的燃料被耗盡時，恒星就會變成中子星，這是由于：當燃料耗盡時，從星核向外的能量斷流，而這種能量原本能阻止恒星在自身引力下坍縮。失去這種能量后，隨著恒星核坍縮，所發(fā)生的巨大的超新星爆發(fā)會撕裂并炸掉恒星外層，由此剩下的“死”恒星直徑只有一座普通城市大小，質(zhì)量卻為太陽的1～2 倍。這樣的恒星最終只由中子流組成，成為宇宙中最致密的天體——中子星。

雖然中子星密度很大，但中子簡并壓（中子彼此間不能占據(jù)同一個量子態(tài)，由此形成的抵抗坍縮的壓力）會抵抗引力，阻止中子星進一步坍縮成黑洞。然而，如果恒星核質(zhì)量足夠大，或者中子星積累更大的質(zhì)量，那么這種中子簡并壓就會被突破，其結(jié)果就是黑洞的誕生。

鎖定中子星

科學家一直相信，在超新星1987A 內(nèi)部隱藏著一顆中子星。但這次恒星爆發(fā)發(fā)生在17 萬年前（因為爆發(fā)出的光線走了17 萬年才到達地球），那么不能排除一種可能性：該恒星的質(zhì)量足夠讓它變成黑洞。另一種可能性是，墜落的物質(zhì)可能被中子星吸納，從而讓中子星最終也變成黑洞。

究竟是中子星還是黑洞？這個問題之所以困擾了科學家很久，是因為新生的中子星仍然被恒星爆發(fā)時噴發(fā)的氣體和塵埃云殼層包裹。科學家始終無法看穿這個厚厚的殼層。

這個殼層對可見光的遮蔽性很強，但對紅外光的遮蔽性弱得多。運用詹姆斯·韋布空間望遠鏡的紅外觀測設(shè)備，科學家最近對超新星1987A 進行了最新觀測。源自這顆超新星中心的氬元素和硫元素都是電離化的，即它們原子中的電子被剝離。因為這種電離化只可能由中子星的輻射造成，所以科學家終于找到了鐵證——在超新星1987A 中心隱藏著的是一顆中子星?？茖W家確定，這顆中子星的亮度約為太陽的1/10。

奧秘還未全解

然而，這顆超新星之謎至此并未完全破解，這是因為中子星引起氬和硫電離化的方式有兩種。方式之一是，被一顆迅速旋轉(zhuǎn)的中子星拖曳并加速到光速的帶電粒子風，可能與周圍的超新星物質(zhì)相互作用，從而造成電離化。方式之二是，從超高溫的中子星表面輻射的紫外光和X 光也可能剝離恒星殘骸中原子的電子，這也會造成電離化。

如果是第一種情況，那么超新星1987A 中心的中子星實際上是一顆被脈沖星風的星云包裹的一顆脈沖星。所謂脈沖星，基本上就是迅速旋轉(zhuǎn)的中子星。如果是第二種情況，那么超新星1987A 中心就只是一顆“裸”中子星，其表面直接暴露在太空中。

那么，究竟是哪一種情況呢？科學家相信，未來更深入的探測會給出明確答案。