超新星爆发 超新星爆发原来都是因为它……

混沌物质围绕一颗坍缩恒星的中心旋转。蓝色部分表示超新星的冲击波，在涡流的作用下获得额外的推力，而中心高密度核心将继续形成中子星。

1987年，一颗巨大的恒星在我们银河系附近爆炸了。自望远镜发明大约四个世纪以来，这是最亮的超新星爆发，也是离地球最近的一次。几乎所有的天文台都把注意力集中在这次超新星爆发上。也许最令人兴奋的是，一些建造在地下深处的特殊探测器也捕捉到了这次爆炸释放出的神秘亚原子:中微子。

1966年，科学家首次提出，这些神秘的粒子可能是超新星爆发的驱动力。中微子的发现令多年来一直试图理解超新星爆发内在原理的理论科学家们感到欣慰。然而，几十年来，天体物理学家不断遇到两难境地，他们的中微子超新星爆炸模型似乎存在致命缺陷。

直到最近几年，随着超级计算机的发展，理论科学家已经有足够的计算能力来模拟大质量恒星和超新星爆发所需的复杂条件。目前，最佳模型集成了许多细节，如中微子与物质的微观相互作用、流体的无序运动以及许多不同物理领域的最新进展。).此外，理论科学家现在每年可以运行多次模拟，他们可以自由调整模型并尝试不同的初始条件。

2015年，库彻和他的合作者迎来了一个转折点。当时，他们正在运行一个三维计算机模型。该模型模拟了大质量恒星在崩溃的最后几分钟的情况。虽然模拟只描绘了恒星160秒的寿命，但它揭示了一种以前被忽视的物质在这个过程中发挥的作用。这种物质把停滞的冲击波变成了真正的爆炸。

在核心坍塌后的前半秒，混沌物质包围了超新星核心。在这个模拟中，物质根据熵被着色，熵是混沌的一种度量。由于混沌物质的存在，爆炸是非对称的。

这些模拟还表明，混沌也会导致爆炸的不对称性，这使得恒星看起来有点像沙漏。随着爆炸向一个方向扩散，物质继续向另一个方向的核心坍缩，进一步为恒星爆炸补充能量。

这些新的模拟让研究人员对超新星如何塑造我们今天看到的宇宙有了更好的理解。我们可以得到正确的爆炸能量范围，也可以得到恒星爆发后留下的中子星质量。超新星爆发创造了宇宙中大部分的重元素，比如氧和铁。理论科学家也开始使用模拟来准确预测这些重元素的数量。

下一次爆炸

虽然计算能力呈指数级增长，但对超新星爆发的模拟仍然比在Tai 空观测到的要少得多。20年前，我们每年可以发现大约100次超新星爆发。现在，我们每年可以找到1万或2万个，因为我们现在有了新的望远镜，可以快速重复扫描整个夜晚空。相比之下，我们的理论科学家每年只能进行30次左右的计算机模拟。一个需要几个月的模拟只能在几分钟内重现恒星的坍缩。你每天看着模型，然后发现它只向前移动了一毫秒。

新模拟的广泛准确性让天体物理学家对近距离下一次超新星爆发感到兴奋。在等待银河系下一次超新星爆发的同时，我们还有很多工作要做。我们需要改进理论建模，以了解我们可以检测到哪些特征。这是一个难得的机会，不能错过。

大多数超新星爆炸距离地球太远，探测器无法探测到中微子，而银河系附近的超新星爆炸，比如1987年的超新星爆炸，平均每半个世纪才发生一次。

然而，如果这样的超新星爆发确实发生了，天文学家将能够通过观察其引力波“直接窥探爆炸内部的情况”。不同的研究小组关注不同的过程，这对恒星的实际爆发非常重要。此外，这些不同的过程具有不同的引力波和中微子特征。

尽管理论科学家已经就超新星爆发形成的一些最重要因素达成了广泛共识，但挑战仍然存在，尤其是爆炸的结果是由恒星在坍缩前的核心结构“强烈决定”的。混乱的崩溃会放大微小的差异，导致各种各样的结果。因此，理论科学家也必须精确地模拟恒星在坍缩前的演化。

其他问题包括强磁场在恒星核心旋转中的作用。很有可能你会看到磁场和中微子的混合机制。中微子如何从一种类型变成另一种类型，这种变化如何影响超新星爆发等。，都需要解决。