首次拍摄到超新星爆发前后，是颠覆了科学理论，还是完美验证？

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科学界过去已经拍摄到了许多超新星爆发的照片，但都是在爆发后才发现的。最近，一些科学家首次拍摄到了一颗超红巨星（或叫红超巨星）最后的时刻，目睹了这颗超级巨星的自毁过程。

这个发现刊登在最近出版的《天体物理学期刊》上，论文介绍，在这颗名为 SN 2020tlf 的超红巨星爆发前，科学家们持续观测了130天。这是一颗位于 NGC 5731星系内的恒星，质量约太阳的10倍， 距离我们约1.2亿光年 。

科学家们目睹了这颗恒星在最后的坍缩前就猛烈喷发，最终爆发成一颗II型超新星。超新星爆发后，天文学家对它进行了持续的监视。报道出来后，引起了 社会 广泛热议。有人（包括我）认为这次发现，完美地验证了恒星理论；但也有人认为颠覆了过去的理论。

如我看到有一篇自媒体文章，打出了这样的标题：“人类第一次亲眼看到，恒星死亡全过程，发现之前的科学理论全错了”。我认为这种说法是错误的，会误导读者，因此向平台建议纠正，不料平台迅速给出的答复是没有发现内容违规，大概是机器自动答复吧。

科普要严谨，是不能糊弄人的。为了以正视听，这里就特发一篇文纠正这个说法。

这位作者之所以说理论全错，似乎依据是说过去理论认为，超红巨星死亡是悄无声息的，我实在不知道这位作者在哪里看到这种“理论”。正确的天文物理学理论是：红超巨星是大质量恒星演化末期的濒死状态，其结局就是超新星爆发，爆发后会留下一颗中子星或黑洞。

比较典型的超红巨星有不少，其中比较典型的是猎户座的参宿四，这是一颗约太阳质量11.6倍的恒星，现在已经演化到了最后的红超巨星阶段，半径达到了太阳的近千倍，如果参宿四在太阳位置，其边缘部分就将近在木星位置，水星、金星、地球、火星都将被吞噬掉，木星也会被气化。

科学家们对这颗星的死亡时间推测有些不一，有的认为在千年内就会发生超新星爆发，爆发后会留下一颗中子星。参宿四实际上就是和 SN 2020tlf 质量和性质相近的一颗超红巨星，最终的结局都是通过 II型超新星爆发，留下核心一颗中子星。

这次科学观测到 SN 2020tlf 爆发，整体上是符合理论预测的，只是一定程度上充实了以前对红超巨星爆发前状态的推测。所谓爆发前推测，是因为过去从来也没有看到过从爆发前一直到爆发的过程，以为 II型超新星爆发是突然爆发，没有预兆，因此认为爆发前比较平静。

其实恒星演化到这个时刻，猛烈爆发前是不可能没有预兆的，内部热核反应失控的过程会导致光辐射猛烈增加，内部结构急剧变化而猛烈喷发气体，这些都是符合逻辑的，而这次观测结果只是证实了这一点而已。

但不管如何说，超红巨星最终死亡都不可能是悄无声息的，而是轰轰烈烈的爆发，虽然细节上有新的发现，但总体上说，是完美验证了恒星演化理论。因此，所谓“过去的科学理论全错了”的说法，实在是自己错得太离谱了。

死得最悄无声息的是红矮星。

由于其质量较小，核心压力较小温度较低，核聚变比较平和，当核心的氢烧完后，核聚变就会停止，温度压力无法点燃后续的核聚变，星体慢慢冷却成为一颗黑矮星。

不过正是由于红矮星质量小，核聚变反应慢，燃料消耗小的缘故，其寿命超长，一般都在数千亿年甚至数万亿年。迄今为止，宇宙寿命还只有138亿年，因此所有的红矮星还都处于青少年时期，没有一颗红矮星死亡变成黑矮星。

其次，死得比较低调的是我们太阳质量左右的这种恒星。

太阳质量0.8倍到8倍之间的恒星，核心部分的氢燃料烧完后，核聚变暂时停止，星体坍缩的重力收缩压会大大提升核心温度和压力，导致氦以后元素的核聚变，一直到碳元素结束。

这个过程，由于引力和氦闪等一系列内部变化，会导致恒星外壳膨胀，这样就变成一颗红巨星，半径将达到过去的200倍左右。而且随着膨胀的加大，外围气体物质会渐渐飘散到太空，最终在核心部分留下一个致密的碳核，体积只有地球大小，质量却有太阳的0.5~1.4倍，这就是白矮星。

很显然，我前面说的那个认为“过去的科学理论全错了”的说法，是把 SN 2020tlf这样的 超红巨星， 当成了 太阳类恒星演化后期的 红巨星 ，才会出现这种全盘否定科学理论的错误说法。

太阳质量8倍以上的恒星会死得轰轰烈烈，且有两种尸骸。

这类大质量恒星核心氢元素消耗殆尽后，星体坍缩的压力和温度会导致一系列更重元素的核聚变，一直到铁元素结束，核心会留下一个致密的铁核。当核心的铁核质量达到太阳的1.44倍时，所有核聚变停止，剧烈坍缩形成的高温高压会导致恒星内部热核失控，发生超新星大爆炸。

在大爆炸之前，这种大质量恒星会膨胀成一颗超红巨星或超蓝巨星。注意，这里的超红巨星，应该与太阳演化后期膨胀成的红巨星区别， 红巨星膨胀尺度只有太阳半径的 200~300倍，而超红巨星可以膨胀到太阳半径的1000倍，甚至更大。

科学家观测到爆炸的 SN 2020tlf， 就是一颗超红巨星，而不是红巨星。

第一种是约太阳质量9倍到30倍以下的恒星，爆炸后会留下一颗约太阳质量1.44倍到3倍左右的中子星；第二种是太阳质量30倍到40倍以上的恒星，爆炸后直接会留下一个太阳质量3倍以上的黑洞。

这就是恒星演化的大致结局。所谓“大致”，就是大的方面是这样的，不同的恒星在一些细节上会有区别，形成各种尸骸的恒星质量界限也不是那么绝对。我们不是搞科学研究，只是一般常识科普，就没有必要弄得那么吹毛求疵和杠精了。

天文物理学和标准宇宙模型一直都在发展中，会随着观测发现和深化研究不断完善和修正。迄今为止，天文发现与理论模型的预测越来越契合。你怎么看？谢谢阅读，欢迎讨论。

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