超新星暴出产“红尘滚滚”的沙粒

海洋和陆地的沙粒不是来自于地球的“沙尘暴”，而是来自于太空的“星尘暴”，地球上数不清的沙粒实际上是恒星物质的一部分。沙粒的主要化学成分是硅元素，细小沙粒是制造混凝土和玻璃的原材料，诗人写出了“从一粒沙子看世界”的诗句，天文学家仰望星空，地球的每一粒沙粒都源于遥远的星空。沙粒和人体物质最初是星尘的一部分，天文学家像诗人一样吟唱了诗句，“我们是星尘”。

硅是地球岩石、地面沙粒、玻璃、建筑混凝土和手机配件的常见物质成分，最近，天文学家在银河系内两颗超新星暴的遗物中发现了硅元素，英国卡迪夫大学的天文学家在皇家天文学会主办的刊物《每月通讯》上发表了一项观测成果，他们证实了“物质起源”的一个理论预期，在地球上极为普遍的含硅物质最初产生于宇宙中剧烈的超新星暴事件。

长期以来，天文学家思考了一个古老而新奇的问题：由硅、碳、铁一类元素组成的灰尘物质怎样形成？有一个通常性的解释，当太阳之类的大质量恒星演变到生命的晚期时，恒星将以大爆炸方式结束它们的存在，在死亡恒星的大爆炸过程中形成了强大的恒星风，巨浪翻滚的气态物质被压缩或融结为尘埃颗粒，漫天飞舞的尘埃颗粒好像无数雪片在寒冷的冬季纷纷扬扬地从天而降。

天文学家对一个问题疑惑不解，在十分遥远的星空探测到了宇宙尘埃，它们可能是在宇宙大爆炸之后不久形成的，除了宇宙大爆炸尘埃，星际尘埃还存在其它的产生机制。天文学家在银河系内很少的超新星暴遗址中发现了硅元素尘埃物质，证明了在宇宙最早形成的行星中可能存在硅元素物质，含硅沙粒不仅降落在了地球上，而且随着恒星风渗透到了其它行星上，太阳和地球最初形成于“沙尘暴”的尘埃云团。

超新星暴揭示了宇宙尘埃的产地，尘埃是理解恒星和行星如何形成的关键物质材料，早期的年轻宇宙密布了巨量的尘埃，天文学家只是对尘埃的起源有很多模糊不清的认识，他们在早期宇宙寻找由超新星暴遗留的尘埃，而大质量的短生命周期恒星在演变的最后阶段以超新星暴的死亡形式释放了数量惊人的尘埃，过去的观测结果表明，在银河系的临近星系发生了超新星暴，却产生了较少的尘埃物质。

丹麦奥尔胡斯大学的一支天文学团队对一个在银河系附近星系内的超新星SN2010jI进行了连续观测，他们揭开了尘埃如何形成的神秘面纱，2010年首次发现了这颗超新星，从超新星爆发后的大约2.5年，天文团队开始记录尘埃的形成和产生的数量，详细记录的结果表明，尘埃在开始阶段的产生速度较慢，在后续阶段的产生速度加快，尘埃直径达到了1到4.2毫米，直径比一般的尘埃大很多，尘埃的颗粒直径足以抵抗超新星的激波破坏作用。

丹麦奥尔胡斯大学的天文团队发现，超新星SN2010jI在爆发后将巨量的碎片物质抛射到了太空，在炽热的喷发温度中，碎片物质难以压缩成尘埃颗粒，伴随而来的超新星冲击波或激波穿越了碎片物质，强烈冲击的激波将碎片物质压解成冷而密实的颗粒，超新星暴的激波为灰尘颗粒的合成和成长提供了理想条件。早期宇宙的超新星可能以类似超新星SN2010jI的速率产生尘埃颗粒。

丹麦奥尔胡斯大学的天文团队认为，计算和预期的结果与在早期宇宙发现的尘埃物质数量十分吻合，他们在一次观测之后的第868天进行了最后的一次观测，这颗超新星产生的尘埃数量增加到了太阳质量的0.04倍，相当于830个地球的质量。尘埃物质数量随时间而增加，20年之后，这颗超新星预期将会产生相当于太阳质量一半的尘埃颗粒。天文学家不仅在银河系内发现了大量尘埃和气体物质，而且在太阳系内发现了很多的尘埃物质。

（编译：2019-1-10）

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