宇宙中有無數星系，每個星系中又有無數恆星，這些恆星也會像人一樣有生老病死的過程嗎？清華大學物理系教授王曉鋒說，恆星演化到晚期會發生劇烈的爆炸，每次爆炸就好像一次絢爛煙花， 你穿戴的金銀首飾，你計算機裡用到的芯片，都來自於恆星爆炸釋放到宇宙空間中的元素。王

以下為王曉鋒演講實錄：

我叫王曉鋒，來自清華大學物理系。

我成為一名大學教師，多少有一些偶然的因素。

上大學的時候我報考了北京師範大學，但當時我並不想成為一名教師，原因是我覺得教師的責任重大——要傳道、授業、解惑，而當時我覺得自己沒有這個能力，或者缺乏一定的信心。另一方面，我又不想做純粹物理的專業，我高中的時候物理學得不太好，所以在選擇專業的時候費了一番腦筋。當時我地理學得比較好，又想成為傳說中上知天文下知地理的大神，於是我就報了天文專業。

所以你看，人生的際遇是非常奇妙的，當時我不想成為教師，最後成了大學老師；當時我不想學物理，最後物理終身伴隨著我。

演講嘉賓王曉鋒：《目睹一場宇宙的煙花》

大家一定很關心我每天在幹什麼。作為一位大學老師，除了正常的教課以外，我和我的學生基本上每天都會檢查星圖，也就是我們用望遠鏡在比較偏僻的山上開展天文觀測。我們會看它跟之前的星圖比較有些什麼異常，這其中我們關心的是恆星的爆炸的現象，也就是超新星。

超新星是恆星演化到晚期產生的非常劇烈的爆炸現象。說得文藝一點，它就是一場宇宙的煙花；說得恐怖一點，它就相當於在宇宙裡炸了一個巨大的核彈。如果這個超新星爆炸離我們很近，那人類就慘了。所以我們又期待看到美麗的風景，又不希望這個東西離我們太近。

宇宙中有各種各樣的恆星，有小質量的恆星，有大質量的恆星。這些恆星最終都會面臨死亡，就像人的生老病死一樣。恆星內部會不斷髮生核聚變反應，宇宙中最豐富的元素是氫和氦，氫通過核聚變反應變成氦，氦再燃燒變成碳，碳再燃燒會變成氧，氧燃燒會變成硫或者硅這些更重的元素，硅燃燒最後變成鐵，形成一個大鐵疙瘩，也就是恆星的鐵核。

如果大質量恆星內部的鐵疙瘩超過太陽質量的1.4倍，這顆恆星就不穩定而發生塌縮，塌縮會引起連鎖反應，導致整個大質量恆星的外殼層往裡塌縮，產生核心塌縮的超新星爆炸。這是一類比較常見的恆星死亡時候產生的超新星爆炸，叫做核塌縮超新星爆炸。

還有一類超新星爆炸是由中小質量恆星演化形成的，這一類恆星叫白矮星。如果白矮星有伴星，可以吸積伴星的物質將質量增加到1.4倍太陽質量，這時也會產生非常劇烈的熱核爆炸，這一類超新星叫熱核超新星。

大家可能見過這樣一張非常漂亮的圖，我們稱它為蟹狀星雲。蟹狀星雲是產生於一個顆概十幾倍太陽質量的超巨星的核塌縮產生的超新星。在距今964年前的宋朝，中國古代的天文學家對這個超新星有非常詳細的記載，後面的這一排文字就出自宋史：至和元年（也就是宋仁宗），五月己丑出天關，東南可數寸，然後歲餘稍沒。說的就是這顆星在天上天關星的位置，亮度是23天白天可見。

那時候超新星爆炸非常亮，也非常壯觀，整個爆炸事件持續了600多天，這個亮度是肉眼可見。這一次的事件產生的超新星就形成了我們現在看到的蟹狀星雲，而且在星雲的正中心產生了一個非常緻密的、高速自轉的中子星，這也符合我們關於恆星演化的理論。這次中國古代天文學家記載的詳細的信息，有助於我們理解大質量恆星的演化。

這個超新星爆炸的時候，外殼層的物質都噴向了星際的空間，然後超新星的遺骸慢慢演化就形成了我們今天看到的蟹狀星雲，而這個星雲還在不斷地長大，中心就形成了一個非常緻密的中子星。

實際上在超新星SN1054爆炸的40多年前，也是在宋朝，產生了另外一個，也是有史以來最亮的一個超新星爆炸的事件——公元1006年的超新星爆炸。這個超新星大概產生於1006年的5月1號，當時司天監（那時的天文官叫司天監）的總頭周克明看到了，老百姓也都看到了，但是周克明不敢馬上去彙報給皇帝宋真宗。因為他當時用占卜佔了一下，覺得這個星可能是一個很兇險的星，如果皇帝知道了，他可能腦袋不保。等了一個月，周克明又重新算了一卦說這個星是吉星，才就跟皇帝報告說：“景德三年，四月戊寅，初見大星，色黃，漸漸光明”。也就是5月1號，天上看見一個非常大的星，顏色是比較黃——那時候黃色是比較吉祥的顏色，並不是代表超新星真的是黃色，慢慢越來越亮（這個星爆炸的時候最亮的星可以達到整個滿月的四分之一的亮度），在晚上的時候可以拿著書在星光下看書。

可以想象那個時候超新星爆炸是多麼壯觀。當時是景德三年，所以這個星也叫做景星，“景星高照”就是這麼來的。

它來自於一顆緻密的白矮星，這顆白矮星有一個伴星，它不停的吸積伴星的物質直到質量增長到太陽質量的1.4倍，於是它的中心產生了核聚變的反應、爆炸，最後把整個恆星全部炸掉。

超新星SN1006跟剛才的超新星SN1054是不一樣的，原因就是SN1054爆炸過後會在中心形成一個非常緻密的中子星或者是黑洞，但是SN1006是所有的星體全部炸掉——它把恆星所有的能量、物質全部都拋到星際空間中。

我非常羨慕宋朝的人，可以親眼目睹兩顆非常明亮的超新星接連的爆炸。在幾百年之後，到了1572年， 銀河系又產生了一個第谷超新星；然後緊接著大概32年以後，又產生了開普勒超新星。這兩個超新星都是以西方天文學家的名字來命名的，但實際上中國天文學家記載的超新星爆炸要比西方的最早記錄還要早三天，所以我們中國古代的天文學家在天文學上，尤其關於客星（中國古代管超新星爆炸叫客星，即天上突然多了一個星）的記載是領先世界的。

在1604年產生了超新星爆炸以後，一直到現在我們還沒有看到非常明顯的銀河系超新星爆炸事件，所以我們非常期待銀河系下一顆超新星爆炸。

最有可能成為銀河系下一顆超新星爆炸的星是哪一顆？經過天文學家的調查，發現它在船帆座。船帆座在是南半球，而我們在北半球，如果它真炸了我們還真是看不到，除非把望遠鏡放到南半球，比如說智利。

這顆編號SBW2007的恆星與大麥哲倫星雲1987年產生的一個超新星，SN1987A長得特別像，中心是一個非常緻密的藍超巨星，天文學家認為它有可能成為下一顆。

我作為一名超新星的研究人員，非常希望在有生之年能夠親眼看到一次超新星爆炸的事。雖然超新星爆炸產生的高能射線對人體有害，但是SBW2007離我們很遠，有2.5萬光年，大家大可放心，它的爆發對我們基本上沒有任何影響。我現在正在加緊佈置望遠鏡到智利，希望到時能夠逮到這個超新星爆炸的信息。

銀河系產生超新星爆炸的頻率並不是很高，大概幾十年到幾百年才會有一顆。但實際上在宇宙誕生之初大概幾千萬年到幾億年的時候，宇宙中形成的大質量恆星特別多，而且質量比現在的恆星要大很多倍，所以那時產生超新星爆炸的速率是非常高的。據統計，整個可觀測的宇宙每秒鐘產生30次超新星爆炸。

宇宙極早期的超新星爆炸是非常非常頻繁的。原初的星雲塌縮凝聚形成大質量的恆星。這些大質量恆星很快——幾千年幾萬年，就形成了超新星爆炸。如果站在宇宙邊緣去看，就彷彿看一場盛大的宇宙煙花。

我們現在研究宇宙極早期的超新星不能靠眼睛，因為人眼能看到的最大最亮的星大概是六等星，我們必須要藉助於比較大的望遠鏡。

我回國以後組織了一些天文觀測的項目，比如利用國家天文臺60釐米施密特望遠鏡、紫金山天文臺1米施密特望遠鏡，在整個天空搜索超新星的爆炸事件。也組建了超新星搜索小分隊。通過幾年的努力，我們共發現了接近400顆超新星的爆炸事件，其中包括自宋代以來中國人發現的最近的一顆超新星，梅西耶M99星系裡面的一顆超新星。

我們還發現了一個特別奇怪的“殭屍超新星”。殭屍超新星是指幾十年前就已經炸過一次，最近兩年又炸了的，也就是說死而復生又開始活動了的。

我們是和美國的一些項目共同獨立發現的殭屍超新星，其中TNTS就是代表中國的項目，上面和下面都是美國的項目，可以看到我們發現時間還是比較早的。

這個超新星的奇特之處在哪呢？圖中下面藍色很短的線是一個正常的超新星爆炸的光度演化，橫軸代表時間，也就是說一般持續幾個月就消失了。但是這顆超新星持續了幾百天，而且它的能量要比普通的超新星要高几十倍，還產生了多次的能量爆炸的現象。

這是2014年的發現。最有趣的是我們檢查歷史星圖，發現它在1954年就已經爆過一次了，所以我們稱它為殭屍超新星，現在已有的理論都不能解釋它的特殊能量產生的情形。這次爆炸以後這個星還活著嗎？我們利用哈勃空間望遠鏡在爆炸過後又開展了一千多天詳細的觀測，發現它應該是徹底死。

研究超新星有什麼用？剛才我們講，宋朝1006年那一次超新星是來自於一顆白矮星吸積伴星產生的爆炸。白矮星都是在1.4倍太陽質量左右的時候炸掉，可以想象，它們爆炸所產生的能量比較均勻，所以可以探測宇宙演化命運的標準燭光。

在上個世紀末，國際上有兩個團組尋找了宇宙早期的這一類的超新星爆炸的事件，即熱核超新星爆炸。通過對比我們近鄰宇宙的超新星爆炸，發現遠處的超新星的亮度要比近處的暗30%。

為什麼會暗呢？

一個原因可能是我們宇宙膨脹的速度比我們想象中的要快，而超新星處於更遠的距離，所以給人“它好像變得更暗了”的錯覺，從而提出了所謂

我們瞭解得越多，就發現我們對宇宙知道得越少。借用張雙南老師一句話，他說不常見的是美的，那麼我想說，

超新星還有一個重要作用，它為人類生命的形成提供了基礎。超新星是宇宙的鍊金爐，恆星中心產生的重元素都是通過超新星爆炸釋放到宇宙星際空間的，如果沒有超新星爆炸，咱們在座的各位都不存在。人體血管裡流淌的氧，集成電路半導體的硅，建築物用到的鐵等等，都是通過超新星爆炸釋放到宇宙空間形成的。所以說超新星相當於宇宙再循環的催化劑——原初的星雲形成的恆星爆炸以後，形成的重元素通過超新星爆炸的形式又循環到這個星雲，這些更重的元素參與下一代的恆星演化，就形成了所謂的“富二代”的恆星。我們太陽系就是太陽附近的恆星爆炸產生的殘骸。

超新星爆炸為人類展現了壯麗的宇宙煙花表演，為宇宙生命的形成提供了基礎，為科學家提供了探索宇宙命運的燈塔，所以我們要感謝這些犧牲自我而照亮宇宙的恆星。

我作為一名大學老師和科學家平時總有很多的工作要做，有時候覺得很疲憊，就走出去看看星空，煩惱就拋到九霄雲外了，因為個人的煩惱跟整個宇宙的大尺度事情相比就不值得一提。我也鼓勵在座的各位，煩惱的時候可以走出去看看星空。

謝謝大家。

演講嘉賓王曉鋒：《目睹一場宇宙的煙花》

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