在剑鱼座方向、距离地球约16万光年的位置，有一片被称为“SNR 0509-67.5”的星云，科学家认为，大约300万年前，那里有一颗恒星发生了超新星爆发，而现在我们看到的这片星云，就是它留下的遗迹。
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超新星爆发其实就是一种极为猛烈的恒星爆炸，在已知的宇宙中，这种现象原本并不稀奇，但这颗恒星却是例外，因为它居然炸了两次，而这样的情况，我们此前从未见过。
此次发现来自一项近日发表在《自然·天文学》上的新研究，根据介绍，研究团队利用了位于智利阿塔卡马沙漠的甚大望远镜（VLT），对“SNR 0509-67.5”进行了长达两年的观测，最终获得了足够多的观测数据，并据此绘制出前所未有的高分辨率图像。
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从图像中可以看到，“SNR 0509-67.5”呈现出一种清晰的双层壳状结构，而光谱分析显示，这两层分离的“壳层”都富含钙元素——这是一种可以在Ia型超新星爆发过程中生成的常见元素。
研究人员指出，对于“SNR 0509-67.5”这种内外两层、彼此分离的“壳层”，最合理的解释就是，留下这片遗迹的那颗恒星先后发生了两次爆炸，第一次爆炸形成了外面的“壳层”，随后的一次爆炸则形成了里面的“壳层”，这就好比是我们往水里先后扔进两块石头，会产生两圈独立的涟漪一样。
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但问题是，在超新星爆发中，一颗恒星怎么可能连炸两次呢？对此，研究人员认为，这种现象可以用一种被称为“双重爆炸”（Double-Detonation）的理论模型进行解释。
具体来讲，该模型的“主角”是一种被称为白矮星的致密天体，它们是中等质量恒星在“燃料”耗尽后留下的致密核心。
传统的理论认为，如果白矮星能从外界获取到物质（通常是通过其伴星获取），那么当其质量累积到“钱德拉塞卡极限”（约为太阳质量的1.44倍）的时候，就会因自身质量过大而发生引力坍缩。
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在此过程中，白矮星的温度就会迅速上升，当温度升高到一定程度时，构成白矮星的物质（主要是碳和氧）就会发生核聚变反应。
由于白矮星物质处于一种极端压缩的“电子简并态”，而这种状态下的物质的传热性能极强，因此核聚变一旦启动，其产生的热量就会以极高的速度传导，并引发更多的物质发生核聚变，而更多物质发生了核聚变，又会产生更多的热量……
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这样的正反馈过程，就会引发热失控的核聚变，并最终导致整颗星球发生猛烈的爆炸，这样的现象，就被称为Ia型超新星爆发。
可以看到，在传统的理论中，足够多的质量是白矮星发生超新星爆发的必要条件，而“双重爆炸”模型却认为，白矮星质量不足的情况下，仍然可以发生超新星爆发。
根据该模型的描述，白矮星会从伴星那里源源不断地获取到富含氦元素的物质，这些物质会覆盖在白矮星表面并不断堆积，从而形成一个越来越厚的“氦层”。
在白矮星表面强大的重力环境中，“氦层”中的物质同样也处于“电子简并态”，随着“氦层”的不断增厚，其底部的温度和压力也会不断升高，当达到一定程度时，那里的氦就会发生核聚变，进而引发整个“氦层”出现热失控的核聚变（原理同上），进而引发了第一次爆炸。
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在此之后，尽管白矮星的质量并没有达到“钱德拉塞卡极限”，但第一次爆炸产生的冲击波，会向内猛烈挤压白矮星，进而导致其核心的压力和温度瞬间飙升。
这一下，就像有人用一把巨锤狠狠地砸在了炸药桶上，直接触发了核心内部的碳氧元素发生了核聚变，于是就引发了第二次爆炸，直接将白矮星炸得“粉身碎骨”。
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研究人员表示，在此前的观测中就发现了个别Ia型超新星爆发时，其“前身”的质量似乎并没有达到“钱德拉塞卡极限”的标准，而“双重爆炸”模型正是在此背景下提出的，所以此次的发现，可以算是为该模型提供了第一个直接的证据。
不过就目前的情况来看，这还只能算是一种合理的推测，实际情况是否真是如此，还有待进一步的探索。
参考资料：Calcium in a supernova remnant as a fingerprint of a sub-Chandrasekhar-mass explosion，Nature Astronomy (2025)，doi.org/10.1038/s41550-025-02589-5
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