宇宙中最可怕的天文現象—超新星爆發

2021-02-08 全球熱點聚焦

超新星爆發是恆星進入演化末期發生的劇烈爆炸,人類歷史上曾有關於超新星爆發的記錄。兩千年來的歷史文獻,可以確認為是超新星爆發的記載也只有8~9次: 公元185年,人們看到了半人馬座方向的一次很耀眼的超新星爆發,由文獻記載判斷,它的星等可達負8等。這次超新星爆發在 20個月內用肉眼都可以看到。

公元386年,在人馬星座又出現了一顆超新星,它的肉眼可視時間為3個月。 這之後不久的393年,在天蠍星座方向,人們又記載了一次超新星的爆發,它在天空中出現8個月以後消失。l006年,在豺狼星座方向出現了一顆亮度驚人的超新星。據我國《宋史》記載,在1006年這顆超新星出現的時候,形狀象半輪明月,有芒角,明亮得可以照見東西。在歐洲、阿拉伯、日本、朝鮮等地也都有關於這顆超新星的記載,甚至在美國亞利桑那州發現的古代印第安人壁畫中,也有描述這次超新星爆發的圖像。這顆超新星在出現好幾年之後才在天空中消失。

1987年春天,天文學家觀測到了發生在距地球約160000光年的大麥哲倫星系的一顆超新星的爆發。這一發現引起了天文界極高度的重視,因為限於現代人類的觀測水平,可供全面研究的、距離較近的超新星爆發實在少之又少,而許多現代天文學理論又需要它來進行驗證。

超新星爆發最顯著的特點就是亮度高,爆發的過程中所發出的光和伽馬射線經常能夠照亮其所在的整個星系,且持續時間長,並釋放出大量的高能射線,影響範圍廣。隨著天文學的進步,讓我們了解了超新星爆發背後的機制。

能出發超新星爆發的方式有兩種:一是白矮星熱失控,二是大質量恆星核心突然坍塌。前者是利用吸積效應,白矮星從伴星獲取足夠的質量來點燃碳聚變,從而瞬間推毀高密度的白矮星,並產生劇烈的爆炸。

而大質量恆星在演化末期發生爆炸,是因為氫元素的耗盡已經不足以維持自身流體靜力平衡,這種情況下,引力會把恆星物質彼此拉近,產生引力坍縮現象,如果核心區域遭受突然引力坍塌,就會發生二次超新星爆發事件。此後恆星只會留下一個中子星物質的內核,一顆超新星爆發的時間可能只有幾秒,但釋放的輻射能量卻相當於太陽一生輻射能量的總和。

2006年9月18日:距地球2.38億光年的超新星SN 2006gy爆發,是有史以來觀測到的最強烈的超新星爆發。

天文學家給予超新星的分類,是根據超新星觀測到的光度給予的類型數值,不是它的起因。例如,Ia超新星的祖恆星是蛻化的白矮星,因融合失控點火產生的;光譜類型相似的Ib/c超新星的祖恆星是由大質量的恆星由核心坍縮點燃的。Ia超新星有非常均勻的屬性,是星系間距離有用的標準燭光。但對性質上漸進的變化或高紅移在不同頻率的異常光度,光度曲線和光譜是別上的微小變化,一些校準上的補償是需要的。Ia超新星又可分為標準和非標準類型。

天文學界認為,超新星處於許多不同天文學研究分支的交匯處。超新星作為許多種恆星生命的最後歸宿,可用於檢驗當前的恆星演化理論。

相關焦點

  • 那顆宇宙中最明亮的超新星爆發十年後,科學家找到了它的秘密
    那顆宇宙中最明亮的超新星爆發十年後,科學家找到了它的秘密 2020-03-16 10:48 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 一次可能即將上演的超新星爆發
    你見到的是一場超新星爆發,那是一顆瀕死恆星的謝幕演出。又或者……你會見到平平無奇的一片青天,和平時別無二致。本來超新星爆發幾乎無法預測。但是由於最近新的風暴已經出現在銀河的一個犄角旮旯裡,天文學家們談起這個話題來,要比平時更多那麼點熱情。如果明天超新星爆了,它就會在天上留下一塊人人皆可見的印記,從而成為本年度,甚至本世紀最盛大的天文事件。
  • 這是宇宙中最壯麗的景色,現在我們就來了解它——超新星
    當宇宙中巨大的恆星爆炸時,爆炸階段的恆星被稱為超新星爆發。雖然較小的恆星就這樣消失了,但它的死亡卻是一場宇宙級引人注目的盛事。它一生都在蠶食自己的內臟——有時是太陽的內臟——來作為燃料。當沒有任何東西可供它消耗時,它將自行坍縮崩潰,然後在敲響的喪鐘聲中向外爆炸,使其他巨大的恆星(有時甚至是整個星系)在數天,數周甚至數月內都顯得黯然失色 【資料來源: 萊蒙尼克(Lemonick)】。
  • 宇宙中最耀眼的超新星,竟是反物質引爆的
    如果按照它的亮度計算,那麼這顆超新星的前身星將巨大無比,質量會超過現有理論的預測,不應存在於當前的宇宙中。跟隨這一線索,科學家還發現了更為驚人的現象:這顆超新星竟由反物質引爆。的確,絕大多數的理論天體物理學家都會說,由於這些強勁的星風,今天宇宙中的恆星無法長得很大——它們的質量不會超過100個太陽質量太多。但是,根據我們在夏威夷的觀測結果,我們漸漸意識到,在目前的這個宇宙中,確實存在至少有200個太陽質量的恆星,而且它們會以宇宙中最劇烈的爆炸結束自己的一生。
  • 伽馬射線暴的發現,宇宙裡最可怕的災難,竟能夠直接蒸發一個星系
    在宇宙裡,有許多現象非常奇特,也異常暴烈,其中最有名、最神秘,也最暴烈的就是伽馬射線伽馬射線是一種波長比X射線還短的電磁波,它的波長只有0.001納米(1納米是109米),這是種貫穿力極強、殺傷力也極大的射線,如圖1所示。
  • 宇宙什麼時候終結?科學家算出答案,最後的超新星將見證一切
    除了地球上的因素之外,宇宙中的因素也會導致人類遭遇世界末日,因為地球只是茫茫宇宙中的一顆行星。難道宇宙也有「末日」嗎?前段時間英國的《皇家天文學會月刊》刊登了一篇由美國科學家卡普蘭撰寫的研究論文,他在論文中提出宇宙最終也會迎來自己的「末日」,並稱通過大數據演算得出宇宙的末日將會在10^32000年後以最後一批超新星爆發的形式出現。
  • 一首歌引發的天文討論:「 克卜勒」原是超新星?
    「克卜勒」其實是天文物理學之父克卜勒(kepler)名字的音譯,由於包含一定的專業天文知識,所以不少宣傳中都附上了「克卜勒」的名字解釋。昨天,死理性派聚集的果殼網針對媒體宣傳中的一段與「克卜勒」有關的文字提出了質疑。天文愛好者「Steed」解釋,事實上,克卜勒超新星肉眼可見的時間段其實還不足一年,但在天文學歷史上的確佔有一席之地。也許,聽完歌去學一學靠譜的天文學,似乎是個不錯的選擇。
  • 這個天文現象十分罕見,自1604年以來,銀河系內從未出現!
    超新星遺蹟——豺狼座sn1006隨著現代天文學的發展,天文學家發現這種「新星」無論在光度上還是在本質上,其實是兩類截然不同的天文現象,所以就把這類天文現象區分為「新星」和「超新星」兩類。當包層內的溫度達到幾百萬K時,出發了氫的核聚變反應,瞬時產生的巨大能量,將白矮星的整個包層炸飛,白矮星的亮度也隨之急劇上升,就形成了新星爆發現象。有些新星爆發後,白矮星仍會繼續吸收伴星物質,經過一段時間累積,又將出發狹義爆發,這類新星被稱為「再發新星」,再次爆發的時間間隔一般為8~80年。
  • 尋找引力波之光 全天候無死角監測宇宙中的爆發現象
    「全天候無死角」監測宇宙中的爆發現象引力波暴高能電磁對應體全天監測器?這是什麼東東?顧名思義,它的使命就是全天候監測引力波伽馬暴,尋找引力波之光。所謂引力波,其實是物質和能量的劇烈運動和變化所產生的一種物質波。如果以水面來比喻時空,那麼引力波就可以看作是時空的漣漪。愛因斯坦一個世紀前基於廣義相對論預言了引力波的存在。
  • 超新星:宇宙中的能量之星
  • 為什麼有些超新星會被炸得「屍骨無存」?你所不知道的宇宙
    所以那些小於一半太陽質量的恆星往往擁有長得驚人的壽命,目前宇宙的推算年齡大概137億年,而我們觀測到有一些小恆星可能在宇宙誕生之初就已經存在了,卻至今還活得好好的,它們被稱為「紅矮星」。所謂矮星就是個頭不大的意思。它們或許被稱為「與天地同壽」也不過分。在宇宙中,藍色比紅色溫度高我們的太陽也是矮星,不過顏色稍微發生了一點變化:黃矮星。這是為什麼呢?
  • 宇宙最亮的光!比太陽亮600萬億倍的星體被發現,核心卻是個黑洞
    地球上的生命體都依靠著太陽的光輝生存,太陽是一顆恆星,這種星體內部有核聚變現象,可以讓它發光發熱,它們也是宇宙中的主要光源,天文學家們也常說是恆星點亮了宇宙,晴朗的夜晚仰望星空,我們所能看到的絕大部分星體都是恆星。
  • 天文學家發現一顆前所未聞的巨大「怪物」超新星
    2006年,科學家在英仙星座發現迄今為止最明亮的超新星爆炸,目前該超新星被稱為SN 2006gy,其亮度是太陽的500億倍,1月23日《科學》雜誌一篇論文詳細分析了超新星SN 2006gy,天文學家發現此次超新星爆炸持續了70天,最初SN 2006gy可能是由兩顆恆星構成。
  • [訪談]王力帆:從超新星1987A到雙中子星引力波
    超新星1987A1987年2月23日,一位加拿大天文學家在大麥哲倫星雲(距離地球大概16萬光年,這是離地球最近的星系)中發現了一顆5等星,它很快就被證實是一顆超新星。這是自明朝萬曆三十二年(1604年)以來第一顆用肉眼就能看到的超新星。當時的著名天文學家克卜勒對萬曆年間的這顆超新星進行了觀測,因此這個超新星也被稱為克卜勒新星。
  • 宇宙中最強的能量是什麼,它的威力有恐怖?
    通俗簡單的答案是:宇宙中最強能量爆發是超新星大爆發和伽馬射線暴。這是單個天體或者宇宙中任何單個的物體所能發出的能量。這種能量除了宇宙大爆炸時所發出的能量。實際上,超新星大爆炸和伽馬射線暴既是一回事又是兩回事。
  • 收集宇宙化石,重現恆星侏羅紀 | 賽先生天文
    撰文 | 李海寧編輯 | 韓越揚有這樣一批天文學家,以在太空中找尋遠古宇宙遺蹟為樂,並美其名曰「恆星考古」。不過他們孜孜以求的不是恐龍化石,而是宇宙中最古老的恆星。宇宙誕生之初,大爆炸產生了大量的氫、氦和極其微量的鋰。在這樣的環境下,我們宇宙中的第一代恆星誕生了。這些始祖恆星大多個頭龐大、明亮奪目,但極其短壽。它們合成製造了一些比鋰更重的金屬元素,並且在結束短暫一生的同時,通過超新星爆發將其製造的各種金屬元素噴射到四面八方。這些金屬元素埋藏在星際塵埃當中,孕育出始祖恆星的直系後代——第二代恆星。
  • 神秘的超新星SN2016iet,到底哪裡與眾不同?
    首先,大多數超新星會只會閃爍一次並且在幾個月後從天文學家的視線中消失。但SN2016iet明暗交替了兩次,其殘留物一直延續至今。它的光譜特徵中沒有氫或氦的跡象(通常科學家會依據這兩個元素將其歸類),但顯示富含在其他超新星觀測中均未發現的鈣和氧。SN2016iet發生的地點也很奇怪,它離銀河系中心很遠並且只有很少的重元素。
  • 1054年超新星爆發形成蟹狀星雲
    900多年前,有一次非常著名的超新星爆發事件,當時北宋王朝的天文學家做了詳細的記載。
  • 什麼樣的超新星創生了蟹狀星雲?
    本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。網友:我和一位合作夥伴正在研究蟹狀星雲,尤其關注於創生出星雲的超新星事件研究。我對於以下問題比較好奇,你能為我解答嗎?1,什麼樣的恆星會變成超新星?2,超新星在宇宙中的位置3,是否有任何關於超新星事件量級的記錄?比如,從我們的星球能看到什麼樣的情況,我們能看到的亮度是多少?這些問題的解答對我們的研究來說能給予很大的幫助。我向你保證,我問這些問題的意圖不是想增添你的作業負擔,只是為了我們的研究,謝謝。
  • 你是否也迷戀果殼中的宇宙?用軟體領略天文魅力
    圖1 紀念偉大的史蒂芬·霍金  霍金《時間簡史》、《果殼中的宇宙》等科普著作,令無數人感受到了宇宙的魅力,燃起對宇宙的興趣。宇宙那麼大,抬頭望天,我們就能看到無數顆星星,這無數顆星球中,帶著無數的懸念,帶著無數的疑問,真的有外星人麼?別的星球又是個什麼模樣。不知道各位看官對天文感興趣否?是否會在夜晚利用天文望遠鏡來觀天呢?除了科普著作,軟體應用們也能夠帶你領略宇宙的種種風情。在這篇文章裡,我們一起來看看一些關於天文的手機應用和電腦軟體,有了它們,觀天觀星觀宇宙就會變得簡單一些。