鲸落海底，哺暗界众生十五年；星陨深空，哺宇宙万物百万年。

在看不见的宇宙深空，那些远比太阳更大、更炽热的恒星，像一头头蓝色巨鲸，畅游深海。

每当它们陨落，其遗骸会孕育下一代恒星、行星、卫星……甚至生命。地球就源于曾经陨落的大质量恒星洒下的星尘。

在百万年的夜空中，总会不经意间出现那么一锥星光刺穿穹幕，耀空数月，我们将之称为超新星爆发。它们大致分为两种：核心塌缩型超新星（Ⅱ型超新星Type II Supernova）和Ia型超新星（Type IaSupernova）。

核心塌缩型超新星是大于8倍太阳质量的巨恒星才配享有的一种临终仪式。它究竟是如何爆发的？它与Ia型超新星有何区别？它们和生命到底有何关联？

让我们先找到一颗即将逝去的蓝巨星，一层一层地拨开它的心，看看最深处藏着怎样的秘密吧。

01

在恒星家族里，以蓝色为尊，代表更大的质量与更高的温度（发出的光频率更高），正如古西班牙人喜欢用“蓝血”来代称贵族一样。

贵族的心思总是一层藏一层般多心，越是年迈，越是多心。在生命的后期，蓝色恒星内部会出现类似“洋葱皮”一样的结构，各层元素相互层叠，中心是最高质量元素——铁。

铁，是大自然中最稳定的元素。因为将原子核结合在一起的强力是一种短程力，所以原子核有一个空间限制。而铁的56个核子（质子 中子）刚好能把这个原子核空间填满，不挤也不空。

如果这个空间太空，原子核就具有装更多核子的势能，而聚变就是往里面装核子，填满空间将势能转化为能量，释放出来。

一般来说，装进56个核子就装满了，但如果还要挤，也挤得进去，不过就需要额外施加外力。这就意味着铁以后的聚变需要吸收能量，而且当装进去的质子数超过84个，原子核还会自发向外吐出多余的核子，称为自发衰变。

而裂变是聚变的逆过程，所以反之亦然。而聚变与裂变到底释放或吸收多少能量，由不同元素平均结合能的变化来决定。

平均结合能升高释放能量，平均结合能减少吸收能量。氢聚变比铀裂变，上升的平均结合能高得多，所以氢弹比原子弹威力更大。

核子数与平均结合能的关系图

总之，老铁因为太“稳”，对于恒星来说反而扎心！

因为恒星需要热核反应释放能量才能得以存在。然而当核心已经形成铁芯时，则意味着巨恒星已经迎来了自身的能源危机。

不过到这个时候，核心早已是简并态了，有电子简并压力扛着，暂时不会崩塌。核心本质上已经变成了一颗“铁白矮星”。

但随着核心释放能量的减少，核心势必收缩升温，让外层壳中靠近核心的元素进行聚变，释放能量。从总体趋势来看，恒星表面将变冷，由一颗膨胀的蓝巨星向一颗红巨星转变，期间可能还会伴随几次振荡。

当然，一切表象的变化，都源自内心的挣扎。

02

随着核心持续收缩，越来越多的物质被挤进核心空间。当核心那颗混合着各种元素的白矮星质量大于1.44倍太阳质量（钱德拉塞卡极限）时，核心的电子就必须以比光速更快的速度运动，才能产生足够的简并压力来阻止重力塌缩。

然而，电子不能比光速快，所以1.44倍太阳质量的核心必定塌缩，电子简并力被重力击溃。密度再升高，电子被迫与质子结合，生成中子与中微子，这种反应称为逆β衰变。

以一个15倍太阳质量的恒星为例，在这个过程中，原本地球大小的铁芯会在150毫秒内缩小至一个城镇大小，密度达到10^14克每立方厘米，新的中子简并压力瞬间建立，核心坍缩突然停止，成为一颗稳定的中子星。

但外层物质依然向内坍缩，有时速度可达光速的25%。急速坍缩的外层物质与中子星表面发生碰撞，然后引起剧烈的反弹。这种反弹形成的冲击波携带着非同寻常的能量，一半将恒星外层吹散，一半直接转化为热能，成为我们眼中的超新星。