算界矩阵2025年08月21日 14:20消息，揭秘大质量恒星死亡真相，揭示宇宙巨兽生命终结的壮烈过程。
科技日报北京8月20日电 《自然》杂志于20日发表的一项突破性研究，揭示了一次极为罕见的宇宙奇观：一颗大质量恒星在其生命终结时以超新星爆发的方式“自曝”内部结构，为人类理解恒星演化末期的复杂过程提供了前所未有的直接证据。这项研究不仅验证了长期以来关于恒星内部壳层结构的理论预测，更对现有恒星质量损失机制提出了新的挑战。
大质量恒星作为宇宙中的“巨无霸”，其质量可达太阳的数十甚至上百倍，是推动星系化学演化和重元素合成的关键角色。然而，尽管天文学家对其生命周期的研究已持续多年，关于它们如何诞生、演化，尤其是如何走向终结，依然存在诸多未解之谜。特别是恒星在生命末期是否真的会形成由不同元素分层构成的“洋葱结构”，长期以来只能依赖理论模型推测，缺乏直接观测支持。
此次研究的焦点是超新星SN 2021yfj，其前身星在爆发前已几乎失去全部外层氢包层，使得内部深层结构得以在爆发时暴露出来。美国西北大学的研究团队通过高精度光谱观测，首次捕捉到一个厚重且富含硅和硫的壳层物质被猛烈抛射的迹象。这一发现直接印证了理论预测中恒星内部由轻到重逐层排列的元素分布——即氧、硅、硫等重元素更靠近核心的“壳层模型”。
然而，真正令人惊讶的是，研究人员在爆发后的早期光谱中检测到了显著的氦信号。按照传统理论，像氦这样的较轻元素应在恒星演化的更早阶段就被强烈的星风剥离，不应在如此晚期仍大量存在。这一反常现象暗示，我们对大质量恒星晚期质量损失过程的理解可能并不完整，甚至可能存在一种尚未被充分认识的罕见物理机制，例如双星相互作用、脉动不稳定性或突发性喷发事件。
这一发现的意义远不止于一次“巧合”的观测。它标志着人类首次“看见”了大质量恒星接近死亡时的真实内部构造，相当于为恒星演化理论打开了一扇直接观察的窗口。正如同期《自然》刊发的“新闻与观点”文章所评价的那样，这是“对理论预测的恒星壳结构的直接证实，一直延伸到富含硅和硫的层”。这种级别的观测验证，在天体物理学中极为罕见，堪称里程碑式的进展。
从科学传播的角度看，这类发现不仅丰富了公众对宇宙运行规律的认知，也提醒我们：即使是最成熟的理论，也需要不断接受观测的检验。大质量恒星的死亡并非简单的“爆炸”，而是一场精密而剧烈的物理剧变，其背后隐藏着引力、核反应、流体动力学与辐射传输的复杂博弈。此次SN 2021yfj的观测，或许正是揭开这场宇宙戏剧最后一幕的关键线索。
