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银河系里最大质量的恒星,大多不是独居的。它们两两结伴,甚至三五成群,被引力拴在同

银河系里最大质量的恒星,大多不是独居的。它们两两结伴,甚至三五成群,被引力拴在同一个系统里。而这些大块头恒星,恰恰会以超新星爆发的方式结束生命。

按这个道理,天上应该布满成对的超新星遗迹才对。可是几十年来,天文学家把银河系翻了个遍,一对都没找到过。

现在,这个悬案破了。答案藏在一个人人都以为早就看透的地方。

那是水母星云,编号IC 443,银河系里被研究得最多的超新星遗迹之一。它是一颗大质量恒星爆炸后留下的残骸,亮得远近闻名。而就在它旁边,还藏着第二个超新星遗迹,编号G189.6+3.3。水母星云太亮了,把这位邻居的光完全盖了过去,以至于第二处遗迹的性质迟迟得不到确证。

天文学家找超新星遗迹,靠的是爆炸留下的激波。大质量恒星的燃料烧完后,核心坍缩,把恒星的其余部分炸得粉碎,冲击波扫过周围空间。要确认一处遗迹,通常需要两个证据:一个是球壳状的碎片结构,一个是抛射物质撞上星际气体时发出的辉光。

2023年,一个团队用eROSITA X射线望远镜发现,G189.6+3.3方向存在一个被加热到800万摄氏度以上的等离子体球壳。球壳有了,但辉光对不上号。这种辉光一般会出现在射电波段,可那里的射电信号没法覆盖整个球壳结构。证据模棱两可,算不上铁证。

美国斯坦福大学的天文学家米尔蒂亚迪斯·米海利迪斯(Miltiadis Michailidis)带领团队,把目光投向了能量更高的伽马射线。他们翻出了NASA费米伽马射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope)16年的观测数据,终于看到一片复杂的伽马射线辉光,形状正好勾勒出那个X射线球壳的轮廓。G189.6+3.3确实是超新星遗迹,实锤了。研究结果发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。

仔细分析伽马射线数据,团队发现这个遗迹的北部发出的信号和其余部分完全不同。大部分区域位于物质稀疏的空间里,辉光来自被激波加速的电子;而北部的辉光来自被加速的质子,说明激波正在撞上一团稠密的电离氢气云,编号S249。

巧的是,同一团云,天文学家早就确认,在和水母星云相互作用。两团残骸撞上了同一团气体,强烈暗示它们是真邻居,而不是两个其实相隔遥远、只是从地球看过去碰巧叠在一起的天体。

随后的计算机模拟给出了一套合理的演化图景:它们最初很可能是一对双星,两颗都是大质量、短寿命的恒星,靠引力彼此束缚。第一颗恒星爆炸时,冲击把第二颗恒星整个踢飞了出去。这颗被踢走的恒星在空间里跑了很远,远到它后来自己爆炸时,炸出的残骸已经和第一颗的遗迹分开了。英国卡迪夫大学天文学家松浦美香子(Mikako Matsuura)没有参与这项研究,她介绍,两次爆炸的间隔在宇宙尺度上相当短,大约相隔几千年到几万年。

这是人类第一次确认同一个多星系统里炸过两颗超新星。因为能把两场爆炸确凿地联系在一起,科学家现在可以测量两者之间的时间和距离,进而第一次直接算出一场超新星爆发的能量如何在周围空间里传播,又怎样把恒星的碎片像弹片一样射向深空。这能帮助人类修正对恒星和星系如何形成的整体认识。

对双星研究来说,这也是一份难得的实物证据。米海利迪斯说:“双星的演化以及恒星各阶段的变化,我们目前只有理论模型。”现在,这些模型终于有真实的观测可以对一对了。

松浦还指出,这样的双星超新星遗迹可能重现了宇宙早期的环境,那时的宇宙更小,挤满了不断相互作用、寿命短暂的大质量恒星。把这个新系统看个仔细,或许就能多了解一些那些早已消失的早期恒星的生与死。

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图为水母星云的多波段假彩色合成图像,其中潜藏着两个超新星遗迹,图源:NASA戈达德航天中心/M. Michailidis等,2026(图像);ESA/普朗克卫星、MWISP(射电:橙色和棕色);DSS(光学:黄色);NASA/WISE(红外:红色);NASA/雨燕卫星(紫外:紫色);SRG/eROSITA(X射线:青色)

信源:Pine, Damien. "Rare double supernova discovered hiding in Jellyfish Nebula." Scientific American, edited by Lee Billings, 21 July 2026