仰望夜空，你可以想像一顆熾熱的星星，比平常明亮數千倍。這是宇宙爆炸－超新星！但事實並非如此。星星還活著。
這些暴力、非致命的爆發可以讓明星模仿真實的明星 超新星 ——導致我們親切地稱之為「超新星作弊」。
試圖了解這些超新星冒名頂替者就像試圖在不靠得太近的情況下衡量一座猛烈火山的噴發量。我們知道這很重要，但測量這些恆星噴射出多少物質以及它們噴射的原因卻出奇地困難。
目前透過紅外線或射電觀測測量質量損失的方法通常只能告訴我們現在正在發生什麼。但這些明星的吐槽都是斷斷續續的，並不是源源不絕的。當我們試圖對所有恆星群體進行平均時，我們就失去了單顆恆星行為的有趣細節。
幾十年來，天文學家炮製了複雜的電腦模型 預測恆星如何生存和死亡。這些恆星演化的痕跡就是我們的宇宙水晶球。但對於真正的巨星來說，模型經常失敗，無法在模擬中完成它們的生命。主要癥結是什麼？是的，這是巨大的爆炸性損失。
這些模型包括一種描述它的方式，想像輕微的壓力推動恆星物質超過其光度的穩定極限——科學家稱之為超級愛丁頓條件。
但實現這一目標的關鍵是一個自由浮動的效率參數——一個控制爆炸力的計數器。沒有人知道該把它放在哪裡。這是一個基本的、無限的價值，阻礙了我們對這些宇宙巨人如何演化的理解。
準確模擬這些現象的努力意味著，儘管暴力爆發的觀察證據越來越多，但其潛在的物理機制仍然知之甚少。
但天文學家是一群聰明的人。天體物理中心 Shelley J. Cheng 領導的團隊 |哈佛和史密森學會與查理·康羅伊和賈里德·A·戈德堡一起決定透過一項研究來正面解決這個問題。 arXiv 上發布的新研究。
他們的想法？他們不會試圖測量單一巨星的每一個微小光點，而是對我們最近的銀河系鄰居的紅超巨星進行普查——我們稱之為本星系群。這些是巨大的恆星，處於後期、腫脹、微紅的階段，在宇宙中閃閃發光。我們知道他們住在哪裡。我們知道它們長什麼樣子。
PanSTARRS1 中深度巡天等廣域巡天徹底改變了我們發現這些奇怪瞬變和發光爆發的能力，幫助我們繪製遙遠星系中這些紅巨星的地圖。這種觀測能力對於收集校準爆炸質量損失所需的數據至關重要。
團隊使用複雜的 MESA 恆星演化模型，調整神秘的效率參數來看看發生了什麼。接下來，他們創建了模擬恆星群——本質上是充滿這些模型恆星的模擬星系，對不同的初始質量和年齡進行採樣，就像真正的恆星形成區域一樣。
然後，他們將這些模型恆星的預測光度分佈與紅超巨星的實際觀測結果進行了比較。 小麥哲倫星雲大麥哲倫雲和 仙女座星系 (M31)。這就像試圖將一張模糊的人群照片與一組嫌疑人進行匹配，仔細調整直到照片合拍。
他們發現效率參數不只是一個隨機數。它顯示出金屬豐度（恆星中重元素含量）的明顯正趨勢。
重元素越多，爆炸越劇烈。這有點像在火山實驗中添加更多的小蘇打——事情變得更加活躍。
透過這種經過校準的爆炸性質量損失，一開始質量非常大（超過太陽質量 20 倍）的恆星將永遠不會變成大質量的恆星。 紅超巨星 在模型中。相反，這些巨大的恆星在劇烈的爆炸中釋放出如此多的物質，以至於它們完全繞過了紅超巨星階段，沿著另一條路徑演化。
但 宇宙一如既往，多持有牌。質量損失和金屬豐度之間的這種關係似乎很強，但我們需要在更多的星系（而不僅僅是我們的近鄰星系）中進行測試，以確認這種趨勢確實廣泛存在。未來的模擬還需要更深入地挖掘：金屬是否會影響爆炸的觸發因素，或者有多少物質逃脫？
這些噴吐星星的傳說還沒結束。每一次新的觀察爆發，每一個改進的模型，都會發展出另一層，向我們展示恆星的生命是多麼充滿活力和令人驚訝。
