近日，一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，離地球數(shù)十億光年的兩個(gè)超新星的殘余物中包含玻璃的主要成分二氧化硅。研究人員使用美國國家航空航天局的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡來分析垂死恒星發(fā)出的光，獲得了二氧化硅的“指紋”。  
     實(shí)際上，地球上大部分自然元素都與超新星爆發(fā)過程有關(guān)。為什么這是第一次證實(shí)超新星產(chǎn)生的硅元素足夠成為宇宙塵埃中硅元素的來源呢？“這是我們首次證明，超新星爆發(fā)產(chǎn)生的二氧化硅足以對整個(gè)宇宙中的塵埃產(chǎn)生影響。”英國卡迪夫大學(xué)物理和天文學(xué)院的海莉·戈麥斯（Haley Gomez）表示。
     從理論上來講，科學(xué)家很早就知道超新星爆發(fā)能夠產(chǎn)生硅元素，而本次研究的突破主要是在觀測層面進(jìn)行了證實(shí).恒星是宇宙中所有重元素的熔爐。宇宙大爆炸初期的主要成分是氫和氦，氫約占80%，氦約占20%。在恒星演化過程中，氫最先燃燒，氫燃燒完以后再點(diǎn)燃氦，氦燃燒的過程中會產(chǎn)生碳和氧。碳氧燃燒的過程就會產(chǎn)生硅、鈣、鎂等元素，這些元素也會燃燒，不過需要更高的溫度。
     這種先后燃燒的機(jī)制跟恒星的溫度分布有關(guān)，恒星中央溫度最高。就像洋蔥一樣，一層一層燃燒，它可以確保恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平衡。在“洋蔥”中，有兩層與硅元素的產(chǎn)生有關(guān)。一層是硅自身的燃燒，一層是產(chǎn)生硅元素的燃燒過程。如果這兩個(gè)燃燒過程在超新星爆發(fā)前還未結(jié)束，其中的硅元素就會在超新星爆發(fā)時(shí)被拋射到宇宙之中。除了氫和氦，氧也很活躍，遇到硅之后，就形成了二氧化硅。而二氧化硅是制造玻璃和形成塵埃的主要成分。如果遇到合適的條件，塵埃就會冷卻聚集，慢慢變大，最后變成第二代及以后的恒星或行星，比如地球。二氧化硅約占地殼的60％。從某種程度上講，地球上的二氧化硅是遠(yuǎn)古恒星的“遺物”。    
     在觀測中逐步驗(yàn)證理論預(yù)言,硅元素在恒星演化中生成，這一觀點(diǎn)的理論解釋已經(jīng)比較成熟，但觀測起來有困難。因?yàn)橛^測時(shí)，需要這種恒星是大質(zhì)量恒星，質(zhì)量至少是8個(gè)太陽質(zhì)量，甚至到超過100個(gè)太陽質(zhì)量.大質(zhì)量恒星演化晚期，元素合成至鐵后，內(nèi)部將不再通過熱核反應(yīng)產(chǎn)生新能量，巨大的引力使整個(gè)星體迅速向中心坍縮。一種結(jié)局是將中心物質(zhì)都壓成中子狀態(tài)，形成中子星，質(zhì)量更大的核心甚至塌縮成為黑洞。大質(zhì)量恒星都是以爆發(fā)為Ⅱ型超新星結(jié)束它們的一生。一般而言，大質(zhì)量恒星超新星爆炸會把大部分或者全部物質(zhì)拋射進(jìn)入太空，最終留下中子星或黑洞，具體情況視恒星的初始質(zhì)量和物理狀態(tài)而定。  
     但是，大質(zhì)量恒星在宇宙中很少。宇宙中大多數(shù)恒星爆發(fā)為Ⅰa型超新星，它們的前身是雙星中的小質(zhì)量恒星，原因是小質(zhì)量恒星在形成時(shí)就比大質(zhì)量恒星比例高。在超新星爆炸時(shí)，小質(zhì)量恒星（比如雙星系統(tǒng)中的白矮星）跟大質(zhì)量恒星拋出去的物質(zhì)并不一樣。這就給觀測硅元素的誕生帶來難度。

      其實(shí)這就好比探測暗物質(zhì)。理論上來看，宇宙中存在暗物質(zhì)，但我們還無法探測到。也許暗物質(zhì)的相互作用會發(fā)出某種輻射，科學(xué)家們常常通過探測理論預(yù)言的輻射去探測暗物質(zhì)。觀測硅元素也是如此。理論上講，通過恒星演化可以預(yù)測硅的產(chǎn)生甚至可以預(yù)言硅的產(chǎn)量。而這次研究觀測到超新星遺跡中的硅元素，是對以往理論的證明。  宇宙中有很多不確定性，通過觀測可以有新發(fā)現(xiàn)，也可以排除一些理論假說。