天文学家首次目睹了磁星——一种磁场极强、高速旋转的中子星——的诞生，证实了这些奇异天体能够驱动一些有史以来最明亮的恒星爆炸。这一发现还验证了加州大学伯克利分校一位物理学家16年前提出的理论，并揭示了某些爆炸恒星光芒中一种独特的“啁啾”声，只能用爱因斯坦的广义相对论来解释。该研究发表在《自然》杂志上。

超亮超新星是宇宙中最壮观的爆炸之一，其亮度是普通超新星的10倍甚至更高。自21世纪初天文学家首次发现它们以来，他们一直难以解释为什么这些爆炸在巨大恒星的铁核坍缩并将其外层炸入太空后，仍能长时间保持明亮。2010年，加州大学伯克利分校理论天体物理学家丹·卡森提出，答案是一颗新生的磁星。他的理论认为，当一颗巨大的恒星走到生命尽头时，其核心可能坍缩成一颗密度极高的中子星，而不是变成黑洞。如果那颗原始恒星拥有强大的磁场，坍缩会极大地放大它，产生一颗磁场比典型脉冲星强100到1000倍的磁星。尽管脉冲星和磁星的直径都只有约10英里，但年轻的磁星每秒可以旋转超过1000次。

加州大学圣塔芭芭拉分校和拉斯昆布雷斯天文台的研究生约瑟夫·法拉在研究了2024年发现的一颗名为SN 2024afav的超新星后，找到了这一理论迄今为止最有力的证据。法拉和他的同事得出结论，超新星光变曲线中不寻常的凸起直接证明了爆炸期间形成了一颗磁星。“真正令人兴奋的是，这是磁星由超亮超新星核心坍缩形成的明确证据，”加州大学伯克利分校杰出天文学教授、该研究的合著者亚历克斯·菲利彭科说。卡森表示，研究人员长期以来一直怀疑隐藏的磁星驱动着这些非凡的爆炸。“多年来，磁星的想法几乎感觉像是理论家的魔术把戏——在超新星碎片层后面藏着一个强大的引擎，”他说。“这颗超新星信号中的啁啾声就像那个引擎拉开帷幕，揭示它真的在那里。”

SN 2024afav于2024年12月被发现后，拉斯昆布雷斯天文台对其进行了超过200天的监测。这颗超新星距离地球约10亿光年。法拉和加州大学圣塔芭芭拉分校的天文学家安迪·豪厄尔注意到了一些不寻常之处：在爆炸后约50天达到峰值亮度后，它的亮度反复上升和下降，在光变曲线上形成了四个明显的凸起。法拉将这种模式比作鸟鸣声的上升音调。法拉的模型表明，爆炸向外喷射的部分物质后来落回新生磁星，形成了一个吸积盘。由于这个盘很可能相对于磁星的自转轴倾斜，爱因斯坦的理论预测，快速旋转的中子星会拖拽周围的时空结构，产生一种称为莱斯-瑟林进动的现象。这种效应导致倾斜的盘摆动，当摆动的盘周期性地遮挡和反射磁星的光时，系统就像一个闪烁的宇宙灯塔。随着时间的推移，盘向内螺旋，导致摆动加速，产生独特的“啁啾”声。“我们测试了几种想法，包括纯牛顿效应和磁星磁场驱动的进动，但只有莱斯-瑟林进动完美匹配了时间，”法拉说。“这是广义相对论首次被用来描述超新星的力学机制。”

该团队还估计，这颗中子星每秒旋转