一些科學家提出了一種設想，他們認為大寂靜與恆星的爆炸有關

超新星引爆生命

天體生物學中有一種著名的說法叫做「大寂靜」，指的是「考慮到宇宙巨大的太空和極其古老的歷史，其中應當存在許多具有高度發達文明的智慧生命，但我們卻沒有找到任何相關的證據，這兩者之間似乎存在一種矛盾。」這個說法最早來自美國物理學家費米，因此也被稱為「費米佯謬」。

最近，一些科學家提出了一種新的設想，他們認為「大寂靜」與恆星的爆炸有關，正是這些爆炸摧毀了可能存在的外星生物。尤其是一種被稱作「白矮星極超新星爆發」的事件，甚至可能將整顆星球吸入黑洞。極超新星是極大品質的恆星生命最後的華彩樂章，由於其爆炸產生超強能量，影響範圍巨大，甚至可以影響遠在數千光年之外的天體。科學家們猜測，這種爆炸過程可能每數百萬年就會重複發生數次，這樣就可能造成潛在的生命體被徹底摧毀。

直到上世紀90年代，只有爆炸能量相當於100倍超新星爆發的案例才會被歸入極超新星爆發的範疇。但今天，這一情況已經發生了改變。天文學家將所有極超巨星發生的爆發全部歸入極超新星的範疇。

極超巨星是指具有極大品質的恆星，一般其品質數值介於100～300倍太陽品質之間。

極超新星爆發產生的明亮閃光很大程度上來自鎳的一種同位素衰變。

而當兩顆同樣具有地球大小和體積的白矮星相互合併時，其發出的光芒則將更加驚人。這一過程還會產生一個「恆星級黑洞」。這是由於引力坍縮引起的，原因就在於爆炸引發的強烈擠壓作用。

恆星的一生都處在引力和向外壓力的平衡之中，而當恆星的核聚變能源耗盡時，引力終將獲勝，此時恆星的坍縮將是不可避免的。

天體物理學家們的計算顯示，如果燃料耗盡，即將發生坍縮時，恆星仍然具有0.7倍左右的太陽品質，則坍縮將最終導致其產生一個黑洞。而一旦在地球附近的太空發生極超新星爆發，結果將是災難性的，不但地球生命會被這種爆發產生的強烈伽馬射線爆直接消滅，伽馬射線輻射還會使大氣中的氧氣和氮氣反應產生氧化亞氮，這種化學物質能摧毀地球大氣中的臭氧層，使地球表面暴露在有害的太陽輻射與宇宙射線之下。據推測，一顆近地超新星引起的伽馬射線暴有可能是造成奧陶紀-志留紀滅絕事件的原因，這造成了當時地球將近60%海洋生物的滅絕。

幸好在地球附近的太空並未發現任何極超巨星的存在。但在更遠的距離上可能存在的極超巨星爆發，仍然有可能在未來對地球上的生命構成傷害。

目前發現的距離地球最近的超新星候選者是飛馬座IK（HR 8210）。

它距地球只有150光年，是由一顆主序星和一顆白矮星組成的密近雙星系統，兩者相距僅為3100萬千米。據估計，其中白矮星的品質約為太陽的1.15倍，大約在幾百萬年後，白矮星將通過吸積增長到足夠的品質，從而演化為一顆Ia型超新星。

「小綠人」來電

1967年10月，劍橋大學卡文迪許實驗室的安東尼·休伊什教授的博士研究生——24歲的喬絲琳·貝爾在檢測射電望遠鏡收到的信號時，無意中發現從狐狸座方向接收到一些有規律的脈衝信號，它們的周期十分穩定，為1.337秒。貝爾小姐立刻把這個消息報告給導師，休伊什認為這是受到了地球上某種電波的影響。但是，第二天，在同一時間、同一個天區，那個神秘的脈衝信號再次出現。這就表明這個奇怪的信號不是來自於地球，而是來自於天外。一開始，貝爾對此很困惑，甚至曾想到這可能是外星人在向地球發電報聯繫，所以給這個脈衝源起名叫「小綠人一號」。但在接下來不到半年的時間裡，又陸續發現了數個這樣的脈衝信號，他們意識到這是一種自然發生的天文現象。1968年2月，貝爾和休伊什聯名在《自然》雜誌上報告了新型天體——脈衝星的發現，

並認為脈衝星就是物理學家預言的超級緻密的、引力強大的奇異天體，其半徑大約10千米。

早在1939年，美國物理學家奧本海默就提出：

品質很大的恆星由於其引力的巨大，將使它的最後歸宿不是變為白矮星，它會繼續收縮，原子和原子核均被擠碎，帶正電的質子與帶負電的電子在強大引力作用下被結合成中性的中子，其龐大星體收縮成為體積極小、品質和密度極大的全部由中子構成的星體——中子星。

脈衝星為何會發射脈衝並被我們觀測到呢？設想一下，我們的地球彷彿是宇宙之海中的一葉扁舟。如果遠方有一座燈塔，它的燈光總在不停地勻速轉動，燈塔每轉一圈，由它視窗射出的燈光就射到「地球之舟」上一次。燈光不斷旋轉，在我們看來，光源就連續地一明一滅。脈衝星就是這樣的「燈塔」。它每自轉一周，地球就接收到一次它輻射的電磁波，於是就形成一斷一續的脈衝。脈衝星的這種現象，也就叫「燈塔效應」。脈衝的周期其實就是脈衝星的自轉周期。

所有恆星都能發射脈衝嗎？其實不然，要發出像脈衝星那樣的射電信號，需要很強的磁場。只有體積越小、品質越大的恆星，它的磁場才越強。而中子星正是這樣高密度的恆星。

另一方面，恆星體積越大、品質越大，它的自轉周期就越長。我們很熟悉的地球，自轉一周要二十四小時。而脈衝星的自轉周期竟然小到0.001337秒！就連緻密的白矮星，以這樣的高速自轉都會被撕裂。只有更為緻密的中子星，才可能扮演高速旋轉的脈衝星角色。

脈衝星的發現與類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子一道，並稱為20世紀60年代天文學「四大發現」。休伊什教授也因脈衝星的發現而榮獲1974年的諾貝爾物理學獎，但不少人對貝爾小姐未能獲獎而頗有微詞。他們認為，在脈衝星的發現過程中，起關鍵作用的應該是貝爾嚴謹的科學態度和極度細心的觀測。好在科學界並沒有忘記貝爾，自發現脈衝星以來，她已經獲頒十幾項世界級科學獎。

超新星如何爆發

發現脈衝星後，天文學家開始梳理歷史上的超新星記載，果然在出現過超新星的位置，都發現了脈衝星。其中，最有名的是「1054年超新星」。

1054年7月4日，距地球6500光年的一顆超新星爆發了。這次爆發被宋朝的天文學家詳細記錄下來。《續資治通鑒長編》

中這樣寫道：「至和元年五月己酉，客星晨出天關之東南，可數寸，嘉祐元年三月乃沒。」日本人和美洲土著居民對這一奇異天象也有觀測記錄。在超新星爆發的頭二十三天，即使在白晝都可以看到它，其亮度如金星一般。直到一年多以後，這顆超新星才消失不見。超新星爆發時產生的激波會形成一個膨脹的氣體和塵埃構成的殼狀結構，這被稱作超新星遺跡。1054年超新星爆發的遺跡就是著名的蟹狀星雲。

超新星的爆炸是如何發生的呢？

大品質恆星在大部分生命時間裡，內部都進行著氫氦的熱核反應。其中，氫是「燃料」，氦是「爐渣」，當燃料逐漸耗盡，堆積的只是大量爐渣時，氫氦熱核反應便不能維持下去，大品質恆星也走向了晚年。

在晚年時，大品質恆星的核心部分的氫燃料已經逐漸燃燒完畢，但由於總品質巨大，碳燃燒得以平穩進行，同時，外圍殼層中也在進行著氖燃燒和氫燃燒。

鐵是恆星內部熱核反應最後的爐渣，無法繼續燃燒。這時的恆星由一個已停止熱核反應的等離子態鐵質核心和仍在分層燃燒的多層外殼組成，體積膨脹為紅超巨星，猶如一隻「巨型洋蔥頭」，包含著許多由不同化學元素組成的正在燃燒著的同心層。

此時恆星內部是一個同時進行著數百種熱核反應的大熔爐，爐火越來越旺，溫度越來越高，各種強烈反應的突發性也越來越強。

當熱核反應達到極致的時候，星核迅速坍縮。一旦外圍各層的熱核反應也都因燃料的枯竭而停止進行，外層物質將以超過4萬千米/秒的速度向中心區坍縮。大量物質與高度緻密的核心遭遇的時候，像是無數發猛烈的炮彈撞上了一堵無比堅硬的鐵壁，統統反彈回來，再與正向中心區塌縮的物質遭遇，形成強烈的衝擊波，攜帶著極其巨大的能量，將整個恆星的大部分物質炸成齏粉，成為壯烈輝煌的超新星。

超新星爆發以後，大部分外層物質解體為向外膨脹擴散的氣體和塵埃星雲，核心部分遺留下一顆高度緻密的天體——中子星或黑洞，大品質恆星的一生於是畫上了休止符。

如果某個恆星的內核品質堪與太陽相比，那麼在強大引力作用下，一秒鐘就可以從地球的大小坍縮為半徑10千米大小。最後它將以接近光速的速度崩塌，原子都被壓碎，原子核外的電子被壓入原子核，正負電荷抵消，恆星的殘骸以一種中性不帶電的中子狀態存在。一顆典型的中子星品質介於太陽品質的1.35到2.1倍，半徑則在10至20千米之間，密度在每立方厘米8×1013克至2×1015克間。中子星的高密度也使它有強大的表面重力，強度是地球的2×1011至 3×1012倍。如果一個體重70千克的人向中子星跌落，他撞擊到中子星表面的能量將相當於兩億噸核爆的威力。

在這一過程中，垂死的恆星將迴光返照般地釋放存於原子內部的能量，其光輝將令一億個太陽相形見絀。這就是超新星爆發，宇宙中最輝煌的焰火。超新星爆發極其劇烈，爆發過程中所突發的電磁輻射經常能夠照亮其所在的整個星系，同時會持續幾周至幾個月才逐漸衰減變為不可見。恆星通過爆炸，會將其大部分甚至幾乎所有物質以高達十分之一光速的速度向外拋散，並向周圍的星際物質輻射激波。

太陽品質較小，不會有這般絢爛的結局。但在太陽系廁身其間的銀河系，卻有一些具備成為超新星潛質的恆星。這樣的超新星爆發，會給地球帶來怎樣的災難呢？1885年在仙女座星雲附近發現了一顆超新星。據測定，它在6天的時間裡發出的光相當於太陽在100萬年裡的發光總量。好在這顆超新星離我們有一兩百萬光年之遙，強烈的光線到達地球時已經變得非常微弱。

2004年12月27日，人馬座方向的一顆超新星突然爆發，短短0.2秒內，其釋放出的伽馬射線相當於太陽25萬年裡發出能量的總和。好在這次爆炸發生的地點離地球足夠遠，就像在別人家的後院，假如發生在隔壁，那人類的麻煩就大了。如果這顆超新星距離地球在10光年以內，這樣強度的爆炸足以毀滅地球上所有物種。

激活地球生命

超新星爆炸產生的衝擊波對高等生命而言是個噩夢，但對處於起源階段的生命來說，高能輻射卻提供了分子結合及DNA變異所需的能量。科學家研究發現，當太陽系隨著銀河系獵戶座旋臂圍繞著銀河系中心轉動時，曾經掃過超新星爆發的區域，使得地球被沐浴在各種高能輻射之中，正是有了這些能量激活，地球上的生命才發生了爆炸式的增長。

如同樹木的年輪可以反映環境變遷一樣，某些生命的進化也能反映出天體的演化。當超新星爆發時，其周圍太空中可能的生命進程也會蓬勃發展。太陽系足夠接近一顆超新星時，爆發產生的宇宙射線就會「沖刷」地球。

通過對地質記錄的比較，科學家發現，超新星爆發率似乎與地球上生命蓬勃發展時間點有關，很大程度上塑造了生命條件。每當太陽攜帶著各大行星穿過銀河系中曾經的恆星形成區時，超新星爆發就會顯得更加頻繁。為了進一步獲得生物學上的支持，科學家尋找史前數個時期的海洋生物化石，從中發現了與超新星爆發相關的痕跡，蝦類、章魚或已經滅絕的三葉蟲和鸚鵡螺等無脊椎動物化石都證實了這個推測。當時太陽系穿過超新星爆發的區域，地球海洋中的無脊椎動物便受到超新星爆發的強烈影響。與此同時，科學家對比了過去五億年的地質和天文數據，發現地球曾經非常靠近超新星爆發影響區域。當太陽系附近的超新星出現頻率較高時，地球上生命的多樣性也達到較高的水準。

除了促使生命爆炸式增長之外，超新星爆炸還能產生一些對於地球生命至關重要的化學元素。德國慕尼黑工業大學的研究人員進行了一項實驗，他們對生活在海洋沉積層的趨磁性細菌進行了研究，發現這種特殊嗜鐵細菌能夠新陳代謝鐵元素形成氧化鐵微晶體四氧化三鐵。細菌製造氧化鐵晶體的現象非常普遍，它們的尺寸約80納米，這些鐵元素來自降落至海底的地球大氣層灰塵微粒，這些細菌新陳代謝的鐵元素有時就來自超新星爆炸殘骸。同位素鐵-60幾乎全部形成於超新星爆炸，在260萬年的半衰期內，任何地球上的鐵-60都不是在地球上形成的，因此該時間段內發現任何形式的鐵-60元素，都應該來自超新星爆炸。科學家從取自太平洋海底沉積岩的遠古細菌化石中發現了鐵-60，地質學分析表明，這些沉積岩形成於至170萬～330萬年前。對細菌化石的化學分析進一步顯示，其中的鐵-60可追溯至220萬年前。這與天文學家認定的一顆220萬年前爆炸的超新星在時間上吻合。

甚至地球萬物生長所依賴的太陽都可能是遠古超新星爆發的產物。科學家認為，太陽在45億年前形成時，附近有一顆巨大的恆星爆炸成為超新星。其衝擊波導致低密度的星際物質聚合在一起，形成了原始的太陽星雲。天文學家認為，這同樣能夠解釋為何人類生活的地球會成為一個溫暖、濕潤、充滿綠色植物的世界。超新星爆發所釋放出的放射性物質衰變所產生的能量可能產生了形成地球所需的物質，並決定了今天地球上的水量。

由此可見，超新星並不完全是生命的終結者。它們在為星際物質提供豐富的重元素的過程中起到了重要作用。同時，超新星爆發所產生的激波也會壓縮附近的星際雲，這是新的恆星誕生的重要啟動機制。超新星在爆發時釋放的射線，會使被輻射的生物加速變異過程。變異有好有壞，不良變異被自然淘汰，好的變異一代代遺傳下來，更具生命力和競爭力的全新物種也就誕生了。天文學家在銀河系中發現過不少超新星殘骸，它們在遙遠的地質年代都發生過驚天動地的爆發，而且其輻射必然曾波及地球。這或許可以解釋在生命進化史上多次的物種滅絕和新物種爆髮式增長現象。

Ia型超新星是變星的子分類中，由白矮星產生劇烈爆炸結果的激變變星。天文學家發現「殭屍」恆星構成的雙星系統周圍出現不明物質濺落，認為這是一把通向暗能量之謎的鑰匙。這類超新星是宇宙中極為特殊的一類天體，在天文學上被稱為Ia型超新星。

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