一項新的研究發現，當“垂死”的白矮星成爲超新星時，它可能會像地球上的核武器一樣爆炸，就像在太空安裝了一顆顆的“定時炸彈”。

白矮星是在平均大小的恆星耗盡了它們的燃料並脫落了它們的外層後遺留下來的死亡恆星的暗淡、褪色、地球大小的核心。比如，太陽也總有一天會變成白矮星，銀河系中90%以上的恆星都會變成白矮星。

此前的研究發現，白矮星可以在被稱爲Ia型超新星的核爆炸中“死亡”。究竟是什麼引發了這些爆炸還不得而知，但之前的研究表明，當白矮星從雙星伴星獲得額外“燃料”時，可能會發生爆炸，原因可能是碰撞。

而現在，研究人員提出了一種Ia型超新星可能發生的新方式——白矮星可能像核武器一樣爆炸。

當一顆白矮星冷卻時，鈾和其他被稱爲錒的重放射性元素，會在其內核中結晶。這些元素的原子偶爾會自發地發生核裂變，分裂成更小的碎片。這些放射性衰變的例子可以釋放能量和亞原子粒子——比如中子，它可以分解附近的原子。

如果白矮星內核中的錒系元素數量超過臨界質量，就會引發爆炸性的、失控的核裂變連鎖反應。這種爆發可以觸發核聚變，原子核發生聚變，產生巨大的能量。正是以類似的方式，氫彈使用核裂變連鎖反應來引爆了核聚變爆炸。

這項新研究的計算和計算機模擬發現，臨界質量的鈾確實可以從通常在冷卻的白矮星中發現的元素混合物中結晶出來。如果這種鈾由於核裂變連鎖反應而爆炸，科學家們發現，在白矮星的核心產生的熱量和壓力足以觸發較輕元素的聚變，如碳和氧，從而形成超新星。

“建造和引爆原子彈的條件似乎非常困難——我很驚訝，在一顆密度非常高的白矮星內部，這些條件卻可以通過一種自然的方式得到滿足，”研究合著者、印第安納大學核天體物理學家查爾斯·霍洛維茨（Charles Horowitz）表示。如果這是真的，這就提供了一種非常新的方式來思考熱核超新星，或許還有其他天體物理爆炸。”

具體來說，這些新發現可能解釋了在白矮星形成後10億年內誕生的Ia型超新星，因爲它們的鈾還沒有全部放射性衰變。霍洛維茨說，對於較“老”的白矮星，Ia型超新星可能是通過兩顆白矮星合併而形成的。

未來的研究可能包括運行計算機模擬來確定白矮星中的裂變鏈反應是否會引發核聚變，以及這是如何發生的。“在爆炸過程中有許多不同的物理過程，因此有許多可能的不確定性。”Horowitz表示。這項工作也揭示了探測是否有Ia型超新星發生的方法。

霍洛維茨和伊利諾斯州立大學的理論物理學家Matt Caplan在近日的《物理評論快報》（Physical Review Letters.）雜誌上詳細描述了他們的發現。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組