科幻作家阿西莫夫

科幻作家阿西莫夫在代表作“基地”系列中，描绘了一个壮丽的银河帝国，这个帝国的首都川陀就位于银河系的核心区域。后来阿西莫夫意识到在银河系的中心存在着一个巨大的黑洞，于是他把行星川陀的位置修改为银河系中心区域附近。实际上，只要是接近银河系的中心，生命就很难存在。黑洞的巨大引力，超强的粒子辐射，随时可能爆发的超新星，都会对生命造成打击；而另一方面，超新星的爆发对于生命来说又至关重要。

在宇宙大爆发初期，宇宙中的物质主要是由氢和氦两种元素构成。之后随着超新星的不断爆发，不断产生出包括金属元素在内的比氢和氦更重的元素。正是这些元素的产生让生命成为可能，现代天文学家们试图通过探测天体的金属丰度（指恒星内除了氢和氦元素之外其他元素所占的比例）来计算天体形成的时间。最近，来自悉尼大学的一组研究人员发现了银河系中一个非常古老的恒星系统，可能有助于人们理解银河系的诞生过程。

这要从一种神奇的宇宙系统——球状星团（Globular Cluster）说起。球状星团大多在大星系的周围运转。这种系统由大约10万颗恒星组成，通过引力作用形成一个直径数十光年的区域。这样的恒星系统大多非常古老，可能都是形成于一些更小的星系之中，而这些小星系最终都被中央星系的巨大引力作用所摧毁，只留下诸个球状星团。在银河系的周围就围绕着大约100个球状星团，它们都非常古老，因此被天文学家们称为宇宙中的“化石”。

2020年7月29日，悉尼大学的几名研究者在《自然》（Nature）杂志发表论文《潮汐力作用下不同寻常的贫金属球状星团残骸》（The Tidal Remnant of an Unusually Metal-Poor Globular Cluster），报告了一个天文学发现。他们使用英澳望远镜（Australian Astronomical Optics）观测了银河系附近一个被称为“凤凰星流”（Phoenix Stellar Stream）的恒星系统，发现它实际上是一个稀薄且被拉长了的古老球状星团的残骸。

研究者们发现，凤凰星流不仅是在一个被银河系的引力所摧毁的星团残骸中产生的，其金属丰度也明显低于其他银河系周围的球状星团——这也证实了人们此前的一个猜想，在银河系周围有着众多在宇宙诞生初期产生的、金属丰度极低的星团。一个球状星团最重要的特征就是它的化学成分，因为一个星团中的恒星都是由同一片分子气云演化而来，拥有几乎相同的化学成分，研究它们的化学构成，或者根据其中铁元素的含量，就可以大致推断出它们的形成时间。

在宇宙发展的历史中，铁元素是由超新星爆发产生、进而进入到周围空间的气体云中。这些元素随后又成为了制造新的恒星的材料，这个过程不断循环，随着时间的演进和星系质量的不断增大，星系中铁元素的含量以及金属丰度也就不断增大。探测在银河系诞生初期形成的球状星团的金属丰度，也就可以大致推算出银河系在诞生初期的质量和发展过程。

在天文学研究中，每当人们发现一种前所未见的天体，往往也就意味着在宇宙中存在着大量的同属于这一类型的天体。人们可能会陆续发现更多在银河系周围的古老天体，凤凰星流就是其中的代表。天文学家们对凤凰星流的研究，有可能揭示银河系的诞生过程。

另一方面，在地球附近发生的超新星爆发，可能造成过地球生物的大灭绝。

地球上曾经发生过多次生物大灭绝事件。大约在3.59亿年以前，在泥盆纪和石炭纪之间，地球经历了一场持续了30万年之久的生物大灭绝，这次事件被称为超新星引发泥盆纪后期灭绝事件（Late Devonian Extinction）。此前科学家们认为，这次生物大灭绝是由长时间的地球臭氧层空洞造成的。可能是地球大气平流层中水蒸气的增加催化产生了大量的一氧化氯，进而对地球的臭氧层造成伤害。随后太阳紫外线透过臭氧空洞对地面直接照射，最终造成了生物大灭绝。问题在于，这样的过程持续时间不会太长，不可能造成长达30万年的影响。

宇宙学家对此有了新的看法。2020年8月18日，伊利诺伊大学的宇宙学教授布莱恩·菲尔茨（Brian Fields）与合作者在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表论文《超新星爆发引发了泥盆纪后期灭绝事件？》（Supernova Triggers for End-Devonian Extinctions？），对此作出了不同以往的解读，认为可能是地球临近的一次超新星爆发造成了地球生命的大灭绝。

一次超新星爆发，会产生出大量的高能光子，这些光子与星际间的气体相互碰撞，进而形成高能宇宙射线。如果超新星爆发发生在地球附近，足以对地球形成长达10万年时间的宇宙射线照射，这会持续损害地球的臭氧层，造成全球性的生物大灭绝。

作者们认为这次生物大灭绝可能是受到了一种被称为“核塌缩超新星”（Core-Collapse Supernova）的影响。这种由大质量恒星内部发生塌缩引发的剧烈爆炸如果发生在地球附近的33光年之内，必然会对地球上的生物造成毁灭性的影响。作者们估计这次超新星爆发大约是发生在距离地球66光年的位置，虽然没有毁灭地球上所有的生物，却造成了大规模的生物灭绝。

想要证明这个宇宙学猜想，就需要找到当年超新星爆发可能对地球造成影响的证据。最直接的证据就是储存在地球土壤中的放射性同位素痕迹。如果这次生物大灭绝确实是由一次超新星爆发所引发，那么爆发产生的一些同位素如钐-146、铀-235、钚-244等，至今仍然可能在地球的化石中留有一些残留物。如果能发现这样的证据，将是对这个假说的一个强有力的支持。

对于银河系和人类自身历史了解得越多，我们就越能理解，能够避开星系内部各种暴烈的宇宙现象，生活在银河系外围相对宁静安全的环境中，对地球生命来说是多么地幸运。或许，这也正是生命存在的必要条件。