大质量恒星在演化末期一般会形成核塌缩超新星爆发，而超大质量恒星（>100倍太阳质量）会如何演化？ 他们的终局是什么？ 他们与宇宙中最亮的—极超新星之间存在什么关系？ 这些都是天文物理中的重要问题，对这些问题的深入理解是恒星演化理论以及超新星物理的重要基础。
北京清华大学王晓锋教授及博士后研究员林巍莉所领导的跨国研究团队，针对一颗近似极超新星的I型超新星SN 2017egm进行长期观测，揭示了其复杂的光度变化，透过建立模型和数据资料的拟合，他们发现这颗超新星非同寻常的辐射，源于爆炸抛射物与四层周围物质壳的交互作用。 这些周围物质壳层的存在揭示了前身恒星在塌缩爆炸前，经历过频繁的物质抛射，每年约损失1至10倍太阳质量。
如此剧烈的物质抛射量难以用经典的恒星风和双星交互作用的理论解释，却与理论中的脉动式不稳定对机制（pulsational pair-instability ，简称PPI）所驱动的物质漏失高度吻合。 结合PPI理论模型分析，研究团队发现：SN 2017egm前身氦核达到约50倍太阳质量，在脉冲式物质抛射阶段损失总计7-8倍太阳质量，爆炸阶段抛射了2-3倍太阳质量，而中心则产生了一个重约40倍太阳质量的黑洞。
这代表超大质量恒星的氦核通过脉动式不稳定对机制及核塌缩机制也可以形成几十倍太阳质量的黑洞，而不仅局限于小黑洞的合并。 根据单星演化理论，如此重的氦核通常来自于低金属丰度的超大质量恒星。 因此，对于一个位于高金属丰度环境的极超新星SN 2017egm而言，其前身星有以下三种可能：（1）在高金属环境中爆炸的低金属丰度恒星; （2）早期恒星风损失远低于理论估计的高金属丰度恒星; （3）来自于两个大质量恒星的并合，该研究成果在2023年5月1日发表于《自然. 天文学》期刊上，并且可于论文预印本网站中下载。 （编辑/许晋翊）
图说：左图为该超新星周围环境的艺术效果图，黄线和粉线分别是超新星SN 2017egm和一般超新星SN 1998bw的光度变化曲线（北京天文馆喻京川绘制），右图是SN 2017egm光度变化曲线与多个不同模型的拟合结果：黑洞吸积模型（FB）、磁星模型（MAG）、抛射物与单介质层交互作用+ 放射性元素模型（CSIRD）和抛射物与多介质层交互作用+放射性元素模型（MCSIRD）。
资料来源：北京清华大学
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