大質(zhì)量恒星一旦燒完自己的“燃料”，就會(huì)以超新星的形式爆發(fā)，其星核會(huì)坍縮成一顆致密（密度極大）的中子星或一個(gè)黑洞。與此同時(shí)，熾熱的氣體和塵埃以極高的速度從星核向外噴發(fā)，其中大部分會(huì)分散在一些恒星之間，隨即又被膨脹的沖擊波帶走。這些塵埃和氣體構(gòu)成了這顆超新星的殼層。在向外擴(kuò)張的過程中，這個(gè)殼層把其路徑上的所有太空物質(zhì)都收入囊中。經(jīng)過成千上萬年后，包括殼層在內(nèi)的超新星殘余直徑擴(kuò)張到好幾十秒差距（天文學(xué)距離單位，1秒差距大約3.26光年），擴(kuò)張速度越來越慢，直至停止擴(kuò)張。

附近可能發(fā)生過

如果在地球附近發(fā)生這樣的爆發(fā)，地球生物圈就會(huì)遭遇重創(chuàng)，引起像6600萬年前小行星撞地球所致那樣的大滅絕（恐龍及其他許多動(dòng)物都是受害者）。考慮到太陽系已經(jīng)形成了幾十億年之久，不能排除在地球附近發(fā)生過如此宇宙爆發(fā)事件的可能性。

然而，超新星只發(fā)生于質(zhì)量超過太陽8倍甚至10倍的恒星。這樣的恒星很少見。距離地球相對(duì)近的這種恒星之一是位于獵戶座的參宿四（全天第十亮星，獵戶座第二亮星），它與太陽系的距離大約為150秒差距。

兩個(gè)“目擊證人”

宇宙爆發(fā)事件過程，會(huì)產(chǎn)生許多新的原子，其中包括一些放射性原子?？茖W(xué)家對(duì)其中原子質(zhì)量為60的放射性鐵同位素——鐵60尤其關(guān)注。經(jīng)過在天文學(xué)意義上相對(duì)短的260萬年后，就會(huì)有大約一半的鐵60轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的鎳同位素。因此，當(dāng)45億年前地球形成時(shí)出現(xiàn)在地球上的所有鐵60如今都早已消失，畢竟時(shí)間已過去太久，鐵60全都轉(zhuǎn)化了。

鐵60在地球上非常罕見，是因?yàn)樵诘厍蛏献匀划a(chǎn)生的這種同位素本來就不多。但在超新星爆發(fā)之前，會(huì)產(chǎn)生大量的鐵60。如果鐵60如今出現(xiàn)在地球海底沉積物中，或出現(xiàn)在來自月面的物質(zhì)中，它就很可能源自近在發(fā)生于地球附近的一顆超新星，或源自類似的宇宙爆發(fā)事件。

同樣的情況也適用于原子質(zhì)量為244的钚同位素。不過，钚244更可能由中子星相互碰撞、而非由超新星產(chǎn)生。因此，钚244是核合成重元素的一個(gè)指征。經(jīng)過相對(duì)長的8000萬年后，大約一半的钚244會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌亍Ｋ?，除了鐵60之外，衰變速度緩慢的钚244也可作為在過去幾百萬年間宇宙爆發(fā)及新元素產(chǎn)生事件（統(tǒng)稱天體物理事件）的指征。也就是說，這兩種同位素都可作為地球附近天體物理事件的“證人”。

它們?cè)鯓觼淼厍?/h3>

對(duì)于這些重元素的形成條件、形成地點(diǎn)及形成的頻繁程度，科學(xué)界尚有爭議?？茖W(xué)家推測，钚244的形成也需要爆發(fā)性的事件，其產(chǎn)生條件與金或鉑的產(chǎn)生條件相同。地球上有天然形成的金和鉑，但今天它們都由穩(wěn)定的原子組成。

鐵60和钚244之類的同位素最初是怎樣來到地球的？超新星噴發(fā)的鐵60原子容易聚集在塵埃顆粒中。钚244也是如此，但它很可能在其他事件中產(chǎn)生，而被超新星擴(kuò)張的殼層如數(shù)吸納?？茖W(xué)家猜測，在距離太陽系超過10秒差距、但不超過150秒差距的地方發(fā)生宇宙爆發(fā)后，太陽風(fēng)及太陽風(fēng)層的磁場會(huì)阻止單個(gè)的原子到達(dá)地球，但包裹在塵埃顆粒中的鐵60和钚244會(huì)飛到地球和月球。

數(shù)量稀少很難找

就算一顆超新星發(fā)生在距離太陽系不到10秒差距的地方，源自其殼層、最終落在地球上每平方厘米面積上的物質(zhì)量也不到1微克。事實(shí)上，來到地球的鐵60原子極少。在1克的海底沉積物樣本中，可能只有幾千個(gè)鐵60原子，它們混跡于完全不計(jì)其數(shù)的超大量穩(wěn)定的鐵原子（原子質(zhì)量為56）中。因此，要在其中找到鐵60，比大海撈針還難。直到20多年前，就算是最靈敏的測量方法，在這方面也無能為力。

好在，如此極端的低濃度目前只可能通過加速器質(zhì)譜來測定。因?yàn)槭澜绺鞯氐脑诮ǖ募铀倨髻|(zhì)譜裝置設(shè)計(jì)不同，所以能在搜索源自超新星爆發(fā)的罕見同位素方面互為補(bǔ)充。

總算找到了一些

在罕見同位素的鑒定中，像天然產(chǎn)生的鐵56這樣的同位素可通過質(zhì)量過濾器剔除。但天然產(chǎn)生的鎳60（其質(zhì)量與鐵60相同）也會(huì)造成干擾。就算在對(duì)樣本進(jìn)行非常復(fù)雜的化學(xué)處理后，也必須采用多種核物理方法，在一臺(tái)特殊的加速器中，把鐵60從數(shù)量為其幾十億倍的“雜質(zhì)”中分離出來。

最后，在一個(gè)持續(xù)好幾小時(shí)的測量過程后，或許只能識(shí)別5個(gè)鐵60原子。目前，能進(jìn)行如此測量的設(shè)施還只有一個(gè)。

過去20多年來辨識(shí)的鐵60原子總共也只有大約1000個(gè)。至于來自恒星際空間的钚244，其在地球上的濃度就連鐵60的萬分之一都不到。直到最近，才一共辨識(shí)了大約100個(gè)钚244原子。

繼續(xù)尋找新樣本

然而，只有一些樣本適合調(diào)查。例如，來自地面的樣本正在被地質(zhì)過程迅速“稀釋”。海底樣本受干擾少，因此比較適合調(diào)查。科學(xué)家已開始繼續(xù)尋找這方面的新樣本。值得一提的是，月面樣本更好，因?yàn)閹缀跷幢黄茐摹?/p>

據(jù)報(bào)道，很快就會(huì)有新的設(shè)施加入對(duì)恒星際同位素的鑒定。與此同時(shí)，科學(xué)家將尋找更多可供鑒定的樣本，有關(guān)方面也同意提供月面樣本。這些樣本將有助于科學(xué)家們更好地了解發(fā)生在地球附近的超新星爆發(fā)，以及了解重元素在星系中的各種形成過程。

科學(xué)家還特別指出，迄今已知的所有宇宙爆發(fā)事件距離地球都很遠(yuǎn)，所以我們大可不必杞人憂天。