（中国科学院北京天文台）
1987年初，固体物理及材料科学界几乎每天都被超导转变温度的新纪录所激动。与此同时，天体物理界也被一个罕见的天像所吸引，每天注视着它的变化。这个天像即⑽87 A超新星（SN1987A）。当笔者在写这篇文章时（1987年3月），这个超新星爆发事件尚未完结，远不到全面总结的时候，尽管如此，它所带来的新信息，已经非常值得介绍了。
被命名为1987A的超新星，位于南天的大麦哲伦云中（见图1），住在北天的我们是看不到它的。它的爆发首先被加拿大的几位天文学家注意到。地们发现，在1987年2月240，一颗5等星突然出现在大麦哲伦云中，精确的位置是：赤经5h35m50s；赤纬-69°17'59”。以前这里可能只是一颗12等的暗星。随后的两天，至少有九个望远镜指向这颗星，证实它的亮度继续增加成为4等星，是一个第Ⅱ类超新星爆发。目前，许多天文台取消了原定的观测项目转而跟踪这个爆发。国际天文紫外卫星（IUE），日本银河X射线卫星，也在连续地监视超新星的发展。
也许，最使天体物理学家和粒子物理学家兴奋的是收到了SN1987A发来的中微子。在1987年2月28日的天文电讯上，意大利都灵的宇宙地球物理研究所所长C. Castagnoli宣布：
在世界时二月23.124，勃朗峰中微子观测站探测到中微子信号。信号由5个脉冲构成，能量都高于7 Mev的阈能，前后经过7秒。
1987年3月6日，他在天文电讯上进一步说：
勃朗峰中微子观测站所探则到的5个中微子脉冲的时间及能量分别为：
二月23d02h52m36s. 792,7 Mev，
二月23d02h52m40s. 649,8 Mev，
二月23d02h52m41s. 007,11 Mev，
二月23d02h52m42s. 696,7 Mev，
二月23d02h52m43s. 800,9 Mev.
这五个中微子可能是人类首次直接确认的来自超新星的中微子。
超新星虽然是少见的天文现象，但是关于超新星的理论却讨论了多年了。通行的理论是，超新星爆发是恒星演化晚期的现象。图2表示各种质量的天体的演化过程。从中看到，质量大于5个太阳质量的恒星，都要经过超新星爆发阶段而形成致密的天体，即白矮星、中子星或黑洞。所以，超新星爆发实际是个大塌缩过程。恒星的晚期，中心的核能用尽之后，没有大量维持恒星的平衡，结果发生大塌缩。塌缩放出大量引力能，一部分能量变成光辐射，引起恒星的外壳向外爆发。总之，超新星爆发的关键是塌缩，塌缩形成致密星，塌缩引起爆发，爆发只是一个后果或表面现象。
这种观点最由W. Baade和F. Zwicky在1934年提出，当时他们在一篇题为《超新星与宇宙线》的论文中说过：
在每个星系中每几百年要发生一次超新星爆发。一个超新星的寿命大约是二十天，当它们的绝对亮度为极大时…大约为我们太阳的辐射的103倍…我们还提出这样的观点：超新星是表示从普通星到中子星的过渡。所谓中子星，就是星的最终阶段，它完全由挤得极紧的中子构成。
五十年来，这种中子星形成说已经发展成为相当定量的理论，可是，这些理论全都没有检验过。原因是缺乏机会，“每个星系中要发生一次超新星爆发”，太稀少了。从西汉两千年历史中，由中国历代的文献证实，大概银河系中只发生过九次超新星爆发，自从十七世纪天文学开始使用望远镜以来，在银河系中还从来没有发生过超新星爆发。
当然，利用望远镜可以看到成千上万的星系，也可以看到其他星系中的超新星。根据这些观测也可以检验超新星理论。但是，这些超新星终归太远，只能进行光学观测，而光学方面只能看到超新星外部的爆发，而不能探知内部的塌缩。
探知星体内部的方法是利用中微子。探测太阳内部发射的中微子的工作已有二十多年了，已经证明它是研究星体内部现象的极有效的方法。建立勃朗峰中微子观测站的动机就是为了探测来自星体内部的中微子，特别是要探测来自超新星爆发时的中微子。
理论预言，当塌缩而形成致密星时，会放出大量的中微子。一个质量为10 ~ 25个太阳质量的恒星，在塌缩形成中子星时、将有3×1058尔格的能量由中微子带走，总共会放出1058个中微子，每个中微子的能量约在10 ~ 15 Mev范围。尽管中微子如此之多，它们的总能量与超新星放出的光的能量差不多，但是，一般不可能在地面探测到中微子，因为它们的截面太小了。只有极近的辑新星的中微子才有可能探测到。
SN1987A是383年以来即1604年开普勒超新星以来，距离地球最近的一颗超新星，距离我们大约15万光年。真是百年不遇的事件！SN1987A射到地球上的中微子，大约每平方厘米有一百亿（1010）个。更详细的数目列于表1中。普林斯顿的J. Bahcall估计，这些通过地球的中微子中，应当有三个会在勃朗峰观测站的90吨的闪烁液体中引起脉冲。这与C. Castagnoli宣布的结果（5个），相当符合！它们的能量的确都在10 Mev左右。
此外，中微子脉冲发生的时间，正好在SN1987A的光学增亮之前数小时，说明是先塌缩而后爆发。5个脉冲前后相差7秒，这正是致密天体塌缩的时间尺度。所有结果都与二十年来的定量预期大体一致。
当然也可以怀疑，勃朗峰观测站接收到的中微子不是来自SN1987A，而是其他的宇宙线引起的，只是时间上偶然地与SN1987A发生的时间一样。Castagnoli估计了这种偶然性的发生概率，它是每一万年才可能有一次。而勃朗峰观测站于1984年10月才开始工作，至今不到三年，因此，极不可能是偶然效应。
进一步排除偶然效应的根据是引力波的观测。罗马大学的引力波实验室的G. Pizzella于3月3日宣布，他们的引力波天线接收到了来自SN1987A的引力波信号。他们的结果画在图3中，其中纵坐标表示天线的有效温度Teff，横坐标是时间。这个天线的噪声温度是29°K。但是在中微子脉冲发生的时间（即二月23d02h52m）里，Teff明显地高于第一个峰高达135°K。图3中的5个箭头分别表示5个中微子脉冲的发生时间，它们与Teff峰令人惊异地一致。偶然发生这种一致的概率，是不大于十万分之一的。
对于引力波信号，其可信度不像中微子那样高。因为，按理论估计，SN1987A所发射的引力波似还不足以被现有的引力波天线接收到。但是，另一方面，引力波强度很强地依赖于塌缩时天体的形状，如果形状不对称性大，发射的引力波就强。也不能排除以下的可能；SN1987A塌缩时，形状相当不对称，以致引力波较强而能被罗马大学的天线收到。可惜的是，全世界的引力波天线，在2月23日，除罗马的外，都没有处在工作状态，无法旁证罗马大学的结果。中国的北京及广州两架引力波天线当时也都停机歇火，失去了良机！
无论如何，已有相当高的置信度可以相信Castagnoli的5个中微子是来自SN1987A的。仅从这个事实就可以得出几个有关中微子本身的结论：
1. 为了解释太阳中微子的短缺，有人曾提出，中微子可能会衰变导致太阳中微子的减少。如果真是这样，不可能探测到来自SN1987A的中微子，因为在16万光年的飞行途中，应当衰变光了。所以，勃朗峰的结果直截了当地否定了衰变模型。
2. 解释太阳中微子短缺的最新模型是中微子振荡。由于ve在星体中运动时，有效质量的变化会把全部ve变成vμ以及全部vμ变成ve。在超新星内部同样可以发生这类过程，即勃朗峰观测站记录到的ve脉冲，实际都是原初的vμ或vτ变来的。由表1看到，vμ，vτ的能量都大于ve，而能量越大反应截面越大。所以，如果存在中微子振荡效应，预期观测值应当大于Bahcall的估计（3个）。因此，Castagnoli观测值（5个）大于Bahcall预期值（3个），似乎支持这种中微子振荡模型。
3. 还有一种假定，认为存在重的中微子vH，它的质量为数百Mev，而且会发生衰变vH→ve+e++e-或vH→ve+γ。如果这是对的，那么在SN1987A的中微子到达地球时，还应同时看到γ射线，它来自e+e-的湮没或者vH的直接的γ发射。但是，并没观测到这类的γ射线，因此说明vH是不存在的。
关于SN1987A的天体物理意义和粒子物理意义的研究，正在展开之中。仅从目前结果似乎已可以说，勃朗峰中微子观测站扮演着粒子物理与天体物理之间的一个接口，或者粒子物理与宇宙学之间的一个接口。
SN1987A的出现增加了建造新的粒子一天体接口的紧迫感。正在实施的方案中最重要的一个是大萨索方案（Grand Sasso Profect）。大萨索是整个亚平宁山脉的高峰区，29 U米的最高峰卡尔诺（Como）就在其中。从罗马向西经过大约两小时的车程，就进入大萨索山区，从它山脚下的拉奎拉（L' Aquila）开始，公路分成两条，一条盘旋直上顶峰，一条进入隧道，穿过整个大萨索山直趋意大利半岛的西岸。
大萨索山区人烟稀少，不像阿尔卑斯的最高峰勃朗峰那样出名，但在意大利却也是知名的。原来4943年夏天，墨索里尼被废黜后就拘禁在山顶；希特勒的滑翔机部队就是在山顶偷袭降落，把墨索里尼抢走的。
现在的大萨索方案包括两部分，一是山顶的天文观测站，一是隧道中的中微子及引力波观测站。大萨索山顶原来就有观测站，是意大利本土的最高的观测站，只要加以改造即可。山底的观测站是利用一段废弃的公路隧道，加宽加大，是目前工程的重点。
大萨索方案的基本构想是利用山顶的光学望远镜，粒子探测器与山底的中微子及引力波探测器进行符合或反符合，形成第一个把无文观测与粒子探测融于一身的联合体。所以，它不仅可以做勃朗峰观测站所能做的一切。而且有可能弄清由于SN1987A的中微子提出的新的问题。
后记：徐了勃朗峰观测站外，已证实KAMIO KANDG-Ⅱ（日本、美国），IMB（美国），Baksan（苏联）等几个小组也在2月23日记录到了中微子，但各个的中微子到达时间并不完全相同。
另外，普林斯顿高等研究所Brbcall，北京天文台方励之，北京高能物理所陈中谟小组，已分别根据中微子到达时间差，给出中微子静质量的上限或可能值，他们的结果是一致的，即中微子静质量应不大于10 ev。