當(dāng)你凝視玻璃杯或走在沙灘上時,，是否會聯(lián)想到這些材料跟恒星的死亡有關(guān),？

　　近日，一個國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示,，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，離地球數(shù)十億光年的兩個超新星的殘余物中包含玻璃的主要成分二氧化硅。研究人員使用美國國家航空航天局的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡來分析垂死恒星發(fā)出的光,，獲得了二氧化硅的“指紋”,。

　　宇宙中所有重元素的熔爐

　　“這是我們首次證明，超新星爆發(fā)產(chǎn)生的二氧化硅足以對整個宇宙中的塵埃產(chǎn)生影響,?！庇ǖ戏虼髮W(xué)物理和天文學(xué)院的海莉·戈麥斯（Haley Gomez）表示。

　　實(shí)際上,，地球上大部分自然元素都與超新星爆發(fā)過程有關(guān),。為什么這是第一次證實(shí)超新星產(chǎn)生的硅元素足夠成為宇宙塵埃中硅元素的來源呢？中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄧?yán)畈鸥嬖V科技日報記者：“從理論上來講,，科學(xué)家很早就知道超新星爆發(fā)能夠產(chǎn)生硅元素,，而本次研究的突破主要是在觀測層面進(jìn)行了證實(shí)?！?/p>

　　“恒星是宇宙中所有重元素的熔爐,。”鄧?yán)畈沤忉尩?，宇宙大爆炸初期的主要成分是氫和氦,，氫約占80%，氦約占20%,。在恒星演化過程中,，氫最先燃燒,，氫燃燒完以后再點(diǎn)燃氦，氦燃燒的過程中會產(chǎn)生碳和氧,?！疤佳跞紵倪^程就會產(chǎn)生硅、鈣,、鎂等元素,，這些元素也會燃燒，不過需要更高的溫度,?！?/p>

　　這種先后燃燒的機(jī)制跟恒星的溫度分布有關(guān)，恒星中央溫度最高,?！熬拖裱笫[一樣，一層一層燃燒,，它可以確保恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平衡,。”鄧?yán)畈鸥嬖V記者,。

　　在“洋蔥”中,，有兩層與硅元素的產(chǎn)生有關(guān)。一層是硅自身的燃燒,，一層是產(chǎn)生硅元素的燃燒過程,。鄧?yán)畈耪f：“如果這兩個燃燒過程在超新星爆發(fā)前還未結(jié)束,，其中的硅元素就會在超新星爆發(fā)時被拋射到宇宙之中,。”

　　除了氫和氦,，氧也很活躍,，遇到硅之后，就形成了二氧化硅,。而二氧化硅是制造玻璃和形成塵埃的主要成分,。如果遇到合適的條件，塵埃就會冷卻聚集,，慢慢變大,，最后變成第二代及以后的恒星或行星，比如地球,?！霸谟钪嬷校@個過程非常普遍,?！编?yán)畈疟硎?。二氧化硅約占地殼的60％。從某種程度上講,，地球上的二氧化硅是遠(yuǎn)古恒星的“遺物”,。

　　在觀測中逐步驗(yàn)證理論預(yù)言

　　硅元素在恒星演化中生成，這一觀點(diǎn)的理論解釋已經(jīng)比較成熟,，但觀測起來有困難,。“因?yàn)橛^測時,，需要這種恒星是大質(zhì)量恒星,，質(zhì)量至少是8個太陽質(zhì)量，甚至到超過100個太陽質(zhì)量,?！?/p>

　　大質(zhì)量恒星演化晚期，元素合成至鐵后,，內(nèi)部將不再通過熱核反應(yīng)產(chǎn)生新能量,，巨大的引力使整個星體迅速向中心坍縮。一種結(jié)局是將中心物質(zhì)都壓成中子狀態(tài),，形成中子星,，質(zhì)量更大的核心甚至塌縮成為黑洞。

　　大質(zhì)量恒星都是以爆發(fā)為Ⅱ型超新星結(jié)束它們的一生,。鄧?yán)畈鸥嬖V記者,，一般而言，大質(zhì)量恒星超新星爆炸會把大部分或者全部物質(zhì)拋射進(jìn)入太空,，最終留下中子星或黑洞,，具體情況視恒星的初始質(zhì)量和物理狀態(tài)而定。

　　但是,，大質(zhì)量恒星在宇宙中很少,。“宇宙中大多數(shù)恒星爆發(fā)為Ⅰa型超新星,，它們的前身是雙星中的小質(zhì)量恒星,，原因是小質(zhì)量恒星在形成時就比大質(zhì)量恒星比例高。在超新星爆炸時,，小質(zhì)量恒星（比如雙星系統(tǒng)中的白矮星）跟大質(zhì)量恒星拋出去的物質(zhì)并不一樣,。這就給觀測硅元素的誕生帶來難度?！编?yán)畈耪f,。

　　其實(shí)這就好比探測暗物質(zhì)。鄧?yán)畈耪f：“理論上來看,，宇宙中存在暗物質(zhì),，但我們還無法探測到,。也許暗物質(zhì)的相互作用會發(fā)出某種輻射，科學(xué)家們常常通過探測理論預(yù)言的輻射去探測暗物質(zhì),?！?/p>

　　觀測硅元素也是如此?！袄碚撋现v,，通過恒星演化可以預(yù)測硅的產(chǎn)生甚至可以預(yù)言硅的產(chǎn)量。而這次研究觀測到超新星遺跡中的硅元素,，是對以往理論的證明,。”鄧?yán)畈鸥嬖V記者,，宇宙中有很多不確定性,，通過觀測可以有新發(fā)現(xiàn)，也可以排除一些理論假說,。

　　需要注意的是,，恒星爆炸并不是直接產(chǎn)生玻璃，而是產(chǎn)生制造玻璃的材料,?！爱?dāng)我們沿著人行道走或踏上沙灘，都在與數(shù)百萬年前燃燒的爆炸恒星制成的材料相互作用,?！焙＠颉じ犒溗拐f。

【糾錯】

責(zé)任編輯： 郝多