天文学家在研究超新星遗迹SNR 0509-67.5时，终于观测到一颗白矮星正在进行罕见的"双爆轰"超新星爆发过程——恒星表面初始的氦爆发触发了第二次摧毁恒星核心的剧烈爆炸。
绝大多数超新星是大质量恒星的爆炸性死亡，但其中一种重要类型源自平凡的源头。白矮星——类似太阳的恒星耗尽核燃料后遗留的小型惰性核心——可以产生天文学家所称的Ia型超新星。
"白矮星的爆炸在天文学中发挥着关键作用，"澳大利亚新南威尔士大学堪培拉分校博士研究生、今日发表于《自然·天文学》的关于SNR 0509-67.5研究的首席作者Priyam Das表示。我们对宇宙膨胀认知的基石建立在Ia型超新星之上，它们也是地球上铁元素的主要来源，包括人体血液中的铁。"然而尽管其重要性，引爆这些爆炸的确切机制这一长期谜题仍未解决。"他补充道。
所有解释Ia型超新星的理论都始于双星系统中的白矮星。如果与其伴星轨道足够接近，白矮星可以窃取伴星物质。在主流理论中，白矮星持续积累物质直至达到临界质量，此时将发生单次爆炸。然而最新研究表明，至少部分Ia型超新星更可能由未达临界质量前的双爆发引发。
天文学家现已捕获的新图像证实了他们的直觉：部分Ia型超新星确实通过'双爆轰'机制爆炸。在这个替代模型中，白矮星周围形成的氦层首先不稳定并引爆，产生的冲击波环绕白矮星并向内传播，触发核心的二次爆轰——最终形成超新星。
此前从未有清晰影像证据显示白矮星经历过双爆轰过程。天文学家预测该过程会在超新星残骸中形成独特的钙元素分层结构。研究团队使用ESO甚大望远镜的MUSE光谱仪，在超新星遗迹SNR 0509-67.5中发现了呈现蓝色的双层钙壳结构。
观测负责人Ivo Seitenzahl表示："这些结果表明白矮星完全可能在尚未达到著名的钱德拉塞卡质量极限时就发生爆炸，且'双爆轰'机制确实存在于自然界中。"
Ia型超新星因其亮度一致性成为丈量宇宙的"标准烛光"。通过它们，天文学家发现了宇宙加速膨胀现象，该发现荣获2011年诺贝尔物理学奖。研究其爆发机制有助于理解其亮度规律性。
Das指出这项发现的双重意义："双爆轰的确凿证据不仅解开了长期谜题，更展现了壮观的视觉奇观。"他如此描述超新星创造的"精美分层结构"，并强调"揭示这种宇宙级爆炸的内在机制极具科学价值。"
本研究成果发表于《自然·天文学》期刊，论文标题为《超新星遗迹中的钙元素揭示亚钱德拉塞卡质量爆炸的独特印记》。
研究团队由P. Das（澳大利亚新南威尔士大学[UNSW] & 德国海德堡理论研究所[HITS]）、I. R. Seitenzahl（HITS）、A. J. Ruiter（UNSW & HITS & 澳大利亚OzGrav引力波发现卓越中心 & 全天空三维天体物理学卓越中心）、F. K. Röpke（HITS & 海德堡理论天体物理研究所 & 海德堡天文计算研究所）、R. Pakmor（德国马普天体物理研究所[MPA]）、F. P. A. Vogt（瑞士联邦气象局）、C. E. Collins（都柏林大学 & 德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心）、P. Ghavamian（美国陶森大学）、S. A. Sim（英国贝尔法斯特女王大学）、B. J. Williams（NASA戈达德太空飞行中心X射线天体物理实验室）、S. Taubenberger（MPA & 慕尼黑工业大学）、J. M. Laming（美国海军研究实验室）、J. Suherli（加拿大曼尼托巴大学）、R. Sutherland（澳大利亚国立大学）和N. Rodríguez-Segovia（UNSW）组成。