一颗白矮星平静地漂浮在星际空间，突然，一个看不见的入侵者穿过了它的核心。紧接着，一场热核爆炸把整个星体撕碎，亮度瞬间盖过所在星系。这种听起来像科幻小说的场景，可能就是我们观测到的部分Ia型超新星的真实起源。东京大学卡弗里数物连携宇宙研究所等机构的研究人员在本周出版的《天体物理学报》上提出，原始黑洞——一种从未被直接观测到的假想天体——足以充当这种“隐形引擎”，并且会在银河系的化学成分中留下可测量的信号。
原始黑洞并不是恒星级黑洞坍缩的产物，而是宇宙极早期暴涨阶段物质密度涨落的遗迹。它们在理论上可以拥有小至行星、大至数千倍太阳的质量，却几乎不发出辐射，因此被长期当作暗物质的候选者。此次研究由纽约州立大学理工学院助理教授梁成志领衔，联合卡弗里IPMU的野本宪一、库先科等资深学者，试图回答一个具体问题：如果一个原始黑洞恰好穿过一颗白矮星，会发生什么？此前2025年发表的初步模拟已经显示，原始黑洞近距离掠过白矮星时，其巨大潮汐力足以压缩并加热核心区域的碳和氧，在极小尺度上引发失控的热核燃烧，产生与经典Ia型超新星高度相似的光变曲线和峰值亮度。新工作则进一步把模型对准了实际的观测档案。
团队选择了银河系内及邻近的三个超新星遗迹——第谷、开普勒和3C 397，以及2011年发现的SN 2011fe和2012年爆发的SN 2012cg作为检验样本。他们模拟了不同质量、不同金属丰度的白矮星被原始黑洞点燃后，抛射物中放射性同位素镍56和镍57的合成比例，并追踪了稳定元素锰和镍的最终丰度。结果显示，只要黑洞的引力挤压足够剧烈，爆发产物中镍同位素的相对比例、光变曲线的宽度，与望远镜记录下的上述超新星完全兼容。换句话说，原始黑洞引爆的白矮星可以冒充标准Ia型超新星，而天文学家此前很可能已经把一些这样的灾变当成了普通超新星收录进星表。
更引人注目的是，研究还发现这类爆发为银河系的化学演化提供了一个缺失的环节。对银河系内大量恒星的光谱调查已经揭示，在不同年龄、不同位置的恒星大气中，锰和镍等铁族元素的丰度比并不是均匀的。要解释这一趋势，需要一部分Ia型超新星的前身星系统具有异常高的金属丰度，或者爆发机制本身产生了元素合成偏重。原始黑洞通道恰好能同时满足这两个条件：一方面，黑洞穿过白矮星时最先接触的区域往往是富含重元素的外壳；另一方面，非中心点火会制造出与标准热核爆炸略有不同的核反应网络，导致更显著的锰/铁比偏高的特征。研究人员将这类“化学指纹”作为追踪不可见黑洞爆发的工具，并估算出若银河系历史上一小部分Ia型超新星源自原始黑洞，就能使模型与恒星的化学丰度趋势吻合。
即便这个比例仅占百分之几，也意味着原始黑洞可能正在以一种隐蔽的方式参与星系的物质循环。传统上，Ia型超新星被认为由白矮星从伴星吸积物质并达到钱德拉塞卡极限时触发，这一类爆发是宇宙中铁的主要合成来源，也为测量宇宙加速膨胀提供了标准烛光。如果原始黑洞确实扮演了“隐形引爆者”，将对超新星分类、暗物质探测乃至恒星考古产生连锁冲击。比如，部分被标记为异常的“超亮”或“欠亮”Ia型超新星，或许根本不需要引入新的物理，只需用穿过白矮星的黑洞质量差异来解释。更广义地看，这类事件还能成为搜索暗物质的互补途径：由于原始黑洞穿过可见天体的概率极低，即便只发现一个可靠的候选体，也能对暗物质由原始黑洞构成的假说给出关键约束。
当然，目前所有结论都停留在模型比较层面。研究团队强调，虽然被检验的五个超新星都可以用原始黑洞通道来解释，但并不排除传统吸积模型或其他替代机制同样成立。下一步的关键在于找到只属于黑洞引爆的独有信号，比如爆炸抛射物中异常的同位素比值、前后不对称的星周介质扰动，或者借助引力波和微引力透镜直接捕获正在穿越白矮星的黑洞本身。正如论文中所写：“即便我们不能直接看见这些逃避了所有电磁探测的黑洞，它们仍可能通过点亮一颗恒星在星空中留下签名。”对天文学家来说，现在又多了一个盯着超新星爆发数据反复琢磨的理由——下一颗看似普通的Ia型超新星，或许就藏着一个比白矮星更古老的隐形信使。
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