海底與月球表面的「超新星墳場」：揭開宇宙爆炸之謎

科學家在海底發現了兩顆恆星碰撞的殘骸，並推測月球表面可能藏有更多證據。這些發現揭示了宇宙中最劇烈爆炸的遺跡，可能就在我們身邊。

研究人員透過分析深海樣本，發現了一種獨特的放射性鈽，這可能是來自一種罕見的宇宙爆炸——「千新星」（kilonova）。這種爆炸可能發生在約1000萬年前，且距離地球不遠。然而，要證實這起爆炸的存在，還需要更多證據，而研究人員認為，這些證據可能藏在月球表面。

「我們生活在一個超新星墳場中，」伊利諾大學厄巴納-香檳分校的天文學家布萊恩·菲爾茲（Brian Fields）在2025年美國物理學會全球物理峰會上表示。「超新星爆炸產生的微小岩石碎片會像雨一樣落在地球上，它們會沉積在海洋深處，也會停留在月球表面。」

菲爾茲自1990年代起就開始研究這些宇宙碎片，但直到2004年，研究人員才開始從海洋樣本中篩選出超新星殘骸。他們發現了一種放射性鐵的痕跡，這種鐵在地球上並不會自然形成，只能解釋為地球近期歷史中附近發生過超新星爆炸。

在接下來的幾年裡，從海洋和月球取得的更多樣本進一步描繪了這段爆炸歷史。菲爾茲和同事的理論指出，兩起獨立的超新星事件分別發生在300萬年前和800萬年前。「這是超新星作為放射性元素工廠的直接觀測證據，」菲爾茲說。

2021年，研究人員在這些樣本中發現了更稀有的物質：一種放射性鈽同位素。這一發現需要一個比超新星爆炸更不尋常的起源故事。研究人員認為，這種鈽變體來自千新星——當兩顆中子星在災難性碰撞中螺旋靠近時發生的爆炸。千新星也是地球上一些最稀有元素（如金和鉑）的來源，天文學家長期以來一直試圖解開這類爆炸的機制。

菲爾茲和同事懷疑，一起千新星事件發生在先前發現的兩起超新星事件之前，至少發生在1000萬年前。這些不同的爆炸形成了一種放射性混合物，在樣本中留下了鐵和鈽的混合特徵。

「千新星製造了鈽——這是它的特長——並將其散佈到各處，」菲爾茲說。「然後，超新星爆炸攪動了這些物質，使其混合，其中一部分落到了地球上。」

然而，菲爾茲和團隊仍希望進行更多測試來驗證他們的理論。隨著阿提米絲計劃（Artemis missions）等人類重返月球的努力，研究人員樂觀地認為，他們希望分析的月球樣本將不再稀缺。

「目前，月球土壤非常珍貴，因為我們只有這些，」菲爾茲告訴《Live Science》。「希望未來我們能定期前往月球，這樣採集一公斤樣本對人們來說就不再是大事。」

有了更多土壤樣本，菲爾茲和同事希望證實這起千新星事件確實發生過，並確定其時間和地點。由於月球的簡單地質結構，它應該能提供更清晰的宇宙碎片落地過程。

「在地球上，物質會沉入海底，還得考慮洋流和大氣層的影響，」菲爾茲說。「但月球很棒，因為東西落地後就留在原地。」

由於阿提米絲計劃的下一階段至少要到明年才會啟動，菲爾茲和團隊距離正式申請使用這些珍貴樣本還有一段時間。但在此期間，他們正努力說服科學界，這項研究是值得投資的。

「我們正在撰寫論文，向阿提米絲計劃的相關人員證明，這是值得認真考慮的事情，」菲爾茲說。「樣本反正會帶回來，我們只是想搭個順風車。」

珍娜·阿哈特（Jenna Ahart）透過科學寫作促進委員會（Council for the Advancement of Science Writing）和布林森基金會（The Brinson Foundation）的獎學金參加了美國物理學會全球物理峰會。