自动化巡天在近几年记录到了这种大质量恒星晚年的暴躁活动。2009年，天文学家注意到一颗看起来很普通，只是有点暗的超新星。这颗被命名为SN 2009ip的超新星在几周之后变暗，并很快被人们遗忘了。出乎所有人意料，一年之后在完全相同的位置又出现了一颗暗“超新星”。显然这颗恒星并没有死亡。2012年，天文学家观测到了它的第三次爆发，而仅一个月后又有一次很亮的爆发。

一些科学家相信，倒数第二次爆发意味着这颗恒星真正死亡，而最后最亮的闪光则是超新星的残骸云撞入此前爆发抛出的物质而产生的。另一些科学家则认为这颗恒星依然健在，而且在未来还会用更多的爆发和我们玩捉迷藏。虽然尘埃落定还需要几年的时间，但正像我们设想的那样，我们现在已经看到了大质量恒星生命晚期这种剧烈的不稳定性。

3）“磁性”超新星

最后一种解释超亮超新星的理论认为，造成它们超高亮度的主要原因并不是极大的质量，而是极快的转动。初始质量为10~60倍太阳质量的恒星最可能以超新星的形式结束生命，最终形成中子星。如果一颗这样的恒星原本就转得很快，那么其核心坍缩可以使中子星获得极高的转速，就像一个旋转的滑冰选手收回手臂来加速一样。原则上，一个中子星自转速度可以达到1秒钟1000圈，更快的话，中子星就会在离心力作用下解体了。大质量、快速自转的中子星储存的动能是巨大的，最高可达10贝特。

这些旋转能量是如何为超亮超新星提供能量的呢？中子星拥有可以传递这种能量的强磁场。为了便于理解，想象在你手掌中旋转一个冰箱磁贴。当你这样做的时候，你扭曲了环绕它的磁场。尽管看不见摸不着，但你消耗的一小部分能量已经被用来在空间中产生电磁场的涟漪。我们认为，中子星周围会发生同样的过程，只是规模要大得多。我们能看到的最令人着迷的例子莫过于蟹状星云——一颗1054年就被中国天文学家记载的超新星的遗迹。我们今天所见的蟹状星云发出的光，能量来自一颗旋转的中子星。中子星激发了磁性等离子体的漩涡，这个扭曲的磁场在近1000年的时间里提取中子星的自转能量用来加热周围气体，为照亮美丽的星云提供能量。

大约5年前，我和加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的同事拉尔斯·比尔德斯滕（Lars Bildsten）提出，这个过程的增强版或许可以解释超亮超新星的高光度。这个中子星应该拥有比蟹状星云里的中子星强100~1000倍的磁场，而且以接近解体的极限速度旋转。对于这样一颗星，它的几乎全部旋转能量可以在一个月时间内耗尽，并使得它的超新星残骸云比蟹状星云亮100万倍。尽管这些数字听起来非常极端，但我们已经观测到了一些中子星具有与此相当的磁场（虽然还没有在超新星阶段观测到）。它们被称作磁星（magnetar），拥有宇宙中已知最强的磁场。因此超亮超新星有时可能标志着高速旋转磁星的诞生和快速的减速。

超新星数值模拟展现了一颗恒星爆炸的过程，这种爆炸由中心快速旋转的中子星释放出的巨大磁能驱动。

奇异超新星

与超亮超新星相反的是，天文学家最近也发现了超新星发挥失常的奇怪现象。大视场巡天已经发现了亮度仅有普通超新星1%的奇异超新星。科学家在争论这些暗弱爆发的原因，令人惊讶的是，有人怀疑某些奇异超新星是质量最大的恒星在生命结束时发出的闷响。

失败的超新星现在我们还不清楚一颗恒星最多能有多大质量，但比较令人信服的区间大概是300~1000倍太阳质量（更大质量的恒星可能因为产生粒子对而爆炸）。你或许认为这些庞然大物会产生最壮观的超新星爆发。但实际上它们产生的往往都是哑弹。这样一颗恒星的引力太强，一旦变得不稳定，彻底坍缩将无法避免。坍缩在时空中撕开一个空洞，形成了一个比中子星更为致密的天体：黑洞。

理论模型显示，这样的恒星的主体会被黑洞吞噬，从而突然从视野中消失。这种理论上可能存在的扫兴事件被称为失败超新星（unnovae）。自动巡天寻找这类超新星的方法与寻找正常超新星相反，不是搜寻天空中突然的亮光，而是寻找一瞬间消失的亮星。

尽管它们没能制造出一次大爆炸，但这类形成黑洞的恒星可能至少会发出一声低鸣。这些恒星的核心被氢元素组成的稀薄气体包围。当恒星的主体被吸入黑洞的视界，这团气体可能被加热、吹散，发出微光。颇为讽刺的是，一颗非常大的恒星死亡时却只能产生一颗非常暗弱的超新星。

碰撞的中子星还有一些低光度爆发可能来源于另一种极端情况：两颗中子星的碰撞。大质量恒星经常成对出现，互相绕转。两颗恒星会先后发生超新星爆发，如果二者没有在这些过程中分开，就会留下两个中子星构成的双星系统（或者一个中子星一个黑洞抑或两个黑洞）。随着时间推移，两个致密天体旋转半径越来越小，最终碰撞、合并成为一个更大的黑洞。最近，科学家发现了两个黑洞并合放出的引力波，从而证实这一过程的确存在。计算表明，当中子星合并时，极端的引力（大约是地球施加于人体引力的100亿倍）足以将恒星99%的物质都吸入新形成的黑洞里，而恒星表面1%的物质则被剥离下来，留在宇宙空间中。

这些逃出黑洞的一小部分物质很可能是一些奇怪的东西，是游离的粒子组成的蒸汽海洋，大部分是中子，还有一些质子和电子。随着气体弥散开来，这些粒子开始结合为更重的原子核。质子因为带有正电荷所以会相互排斥，但中子是电中性的所以更容易和其他粒子结合。通过逐渐增加中子，原子核变得越来越重，产生一系列元素周期表下半区的元素，例如金、铂和汞，与各种放射性产物如铀、钍混合在一起。科学家认为，中子星碰撞是宇宙中为数不多的生成这些重元素的场所。

丰富的放射性物质会使得这团残骸云像一颗超新星一样发光。但因为质量比较小（不到真正超新星的1%），我们预期它的亮度仅是普通超新星的1%，而且只能持续几天。最近我和我在加利福尼亚大学伯克利分校指导的研究生珍妮弗·巴恩斯（Jennifer Barnes）的理论工作表明，这种云团奇异的重金属组分会使得它们发出特定颜色的光，不是深红就是红外。这种现象被称作千倍新星（kilonova）。

近期，天文学家可能第一次在中子星碰撞过程中看到了这种放射性红色“烟雾”。2013年6月，一个短暂的伽马射线暴引起了天文学家的注意，这可能是一次近邻中子星的并合现象。他们将哈勃空间望远镜指向了那个区域，并捕捉到了短暂的红外亮光。几周之后，亮光便消失了。取得的数据虽然很少，但与理论预言的千倍新星理应具备的特点一致。如果这次事件确实是千倍新星，那这就是我们第一次直接看到贵重金属的产生过程。我们想观测更多此类事件，更好地确认这些爆炸合成的重金属数量，从而判断它们是生成了宇宙中所有的金、铂和其他重元素，还是仅仅贡献了一部分。

混沌的宇宙

我们对动态宇宙的研究刚刚拉开序幕。在未来10年左右的时间内，将出现一批能够在几天内扫描大部分天区的新型自动望远镜，包括建于美国圣迭戈附近，即将投入使用的兹维基瞬变巡天装置；还有位于智利，正在建设中的大型综合巡天望远镜以及NASA计划发射到太空的宽视场红外巡天望远镜。这些项目将会让我们发现的超新星增加数百倍。同时，先进的超级计算机将会有能力构建这些事件的精细三维数值模拟，使我们可以看到这些爆炸恒星核心深处可能发生的事情。

未来几年收集的数据将会检验我们用来解释恒星死亡的诸多理论。本文介绍的每种图景都在物理上说得通，但没有被证实。通过观测更多的异常超新星，我们希望能够确定这些可能的爆炸方式有哪些是真正存在的。其实最有可能的是，宇宙比我们想象的要奇怪得多，将会展现出我们现在做梦都想不到的更奇怪的现象。

最终，我们将会更详细地了解构成了我们身体和周围世界的物质的故事。举例来说，你手指上的金戒指，其历史可以追溯到人类祖先之前。这些物质一开始