「超新星」是恆星生命的起點嗎，超新星爆發與黑洞有什麼關係？

2020-10-18 地理沙龍

每當我們抬頭望向滿天的繁星，我們都會讚嘆宇宙的浩瀚和神奇，和宇宙相比，我們地球上的人類是何等的渺小。有人說，想想宇宙，那些煩人的事就都不是事了，看來宇宙還是「治癒系」的。言歸正傳，我們抬頭看到的滿天星鬥，總數大約在7000顆左右，其中除了極少數的行星、衛星、彗星和星系之外，絕大多數都是恆星。

超新星和超新星爆發

恆星是宇宙中極為普通的天體，他們都是能夠依靠自身的核聚變反應發光發熱，太陽就是太陽系中唯一的一顆恆星。和我們所生活的行星地球比起來，恆星的一生是極為豐富的，不同種類的恆星在不同階段會呈現出完全不同的狀態，我們所聽過的那些天體名稱，如黃矮星、白矮星、紅巨星、藍巨星、超新星、中子星、黑洞等等，他們都和恆星有關係。

恆星生命演化周期

今天我們就來聊一聊「超新星」，我們發現超新星中有一個「新」字，那麼超新星是不是恆星生命的起點呢？其實不是，恆星也是有生命的歷程的，像太陽這樣的恆星實際上我們可以理解為一個巨大的氣體球，恆星多是形成在星雲之中，星雲中包含了大量的氣體，其中絕大多數的物質是氫，處於電中性或電離態。在一定條件下，星雲中的物質發生向內收縮，當聚集的物質越來越多，最終會引發氫核聚變反應，從而誕生一顆新的恆星。

超新星遺蹟

而超新星實際上是部分恆星演化到中後期的一個階段，通常是較大質量的恆星，像太陽這樣質量的恆星，質量不夠大，目前是黃矮星階段，在50億年之後可能會演化為紅巨星，最終可能會演變成一顆白矮星，當然也有科學家認為太陽最終會演化成一顆「黑矮星」。而質量較大的恆星，也就是質量1.44倍太陽質量以上的恆星，最演化成紅超巨星，在最後演化的過程中，其核心區能夠產生矽等重元素聚變，當聚變產物鐵積累到一定階段時，就會發生劇烈的爆炸，稱為「超新星爆炸」。超新星爆炸拋出的物質留下的遺蹟，稱為「超新星遺蹟」。

蟹狀星雲的超新星爆發

當恆星發生「超新星爆炸」時，通常會把全部或者大部分質量的物質以十分之一光速的速度向外拋出，並釋放巨大的能量。2016年觀測到的一次超新星爆發，其亮度是太陽亮度的5700億倍，比銀河系所有恆星加起來還要亮20倍，也就是說在天空中突然的亮了一下，看起來像出現了一顆新的恆星，所以稱為「超新星」，實際上這是恆星到了演化的末期，竭盡全力發出的最後光芒。

超新星SN 1987A的三環結構

目前，人類觀測到的超新星數量超過數百顆，不過絕大多數超新星距離地球十分遙遠，還是難以被肉眼察覺，人們通過肉眼觀測並記錄下來的超新星爆發有6次。在1.44倍至3.2倍太陽質量之間的恆星，在超新星爆炸後有可能演化為一顆中子星；而大於3.2倍太陽質量的恆星，在超新星爆炸後有可能演化為一個黑洞。

黑洞及其伴星

相關焦點

  • 超新星爆發是製作元素的工坊，超新星爆發遺蹟物質組成恆星及生命
    大恆星的死亡導致了超新星的爆發，這對宇宙的天體結構將是一種衝擊，超新星爆發附近的星球，大約10000億公裡範圍內的星球都將慘不忍睹，一些靠得太近的恆星也許會解體或者恆星外圍的氣體將被吹走，行星則早就被吞噬了。
  • 恆星最壯麗的謝幕，超新星爆發
    超新星是一種強大而明亮的恆星爆炸。這種短暫的天文學事件發生在大質量恆星的最後演化階段，或者當白矮星觸發失控的核聚變時。爆照之後，恆星要麼坍塌成中子星或黑洞，要麼被完全摧毀。在消失之前，超新星的峰值光度可以與整個星系的峰值相媲美。
  • 超新星:一種超出人類理解力的逆天存在-宇宙,超新星,恆星,黑洞...
    在一瞬間，一整顆恆星都會向內坍塌，形成一個黑洞（或中子星），產生一系列宇宙間密度最大的元素，然後向外爆發，釋放出相當於幾百萬甚至幾十億顆恆星的能量。但並不是所有超新星都是一樣的。超新星可以分為不同的類型，它們由不同類型的恆星產生，爆發的方式各不相同，留下的殘骸也不一樣。超新星大體上可以分I型和II型，每一型又可分為多個子類。
  • 如果距離地球四光年的恆星發生了超新星爆發,我們會怎麼樣?
    超新星爆發是大質量恆星在主序期結束後，向中子星或者黑洞演化過程中的一個歷經階段，從我們捕捉到的超新星爆發的現象來看，無論是從亮度，還是釋放出來的巨量高能粒子，都是普通恆星遠遠無法比擬的。那麼，如果在距離地球4光年的區域發生了超新星爆發，我們的地球會怎麼樣呢？
  • 如果距離四光年的恆星爆發超新星，地球會怎樣？我們該何去何從？
    ，這三顆恆星不會發生超新星爆發！什麼樣的恆星才會發生超新星爆發？超新星是大質量恆星在生命末期的一個劇烈爆炸階段，大都是內核坍縮引起，整個超新星爆發過程中所釋放的能量超過太陽在整個生命周期內的輻射能還要大，所以超新星也是一個劇烈的能量爆發過程，因此即使它在極其遙遠的宇宙深處，天文學家也能發現它的存在！
  • 超新星爆發就是天體爆炸，若黑洞也會爆炸，那麼宇宙就是由此而來
    什麼是天體爆炸呢？從嚴格意義上來講，現在已知的唯一一個天體爆炸現象就是超新星爆發了。當大質量的恆星進入生命末期的時候，就會發生超新星爆發，進而坍縮為中子星或黑洞。巨量的恆星物質擠壓在一起，隨即發生了反彈，產生了大爆炸，這就是我們所看到的超新星爆發。超新星爆發只存在於大質量的恆星生命末期，而質量相對較小的恆星並不會出現超新星爆發，而是會坍縮為白矮星，太陽就是如此。
  • 超新星爆發就是天體爆炸,若黑洞也會爆炸,那麼宇宙就是由此而來
    什麼是天體爆炸呢？從嚴格意義上來講，現在已知的唯一一個天體爆炸現象就是超新星爆發了。當大質量的恆星進入生命末期的時候，就會發生超新星爆發，進而坍縮為中子星或黑洞。為什麼會發生超新星爆發呢？恆星之所以能夠發光發熱，原因就是其內部劇烈的氫核聚變，且恆星的質量越大，氫核聚變就越劇烈，恆星的燃料消耗速度也就越快，恆星的壽命也就越短。隨著恆星燃料的耗盡，核聚變進行到了鐵元素，而鐵元素的聚變非常特殊。恆星的內部核聚變會釋放大量的能量，而鐵元素的聚變過程非但不會釋放能量，反而還會吸收大量能量。
  • 當白矮星超新星爆發成黑洞時,這是屬於降維打擊成零維了嗎?
    請注意白矮星是無法成為黑洞的！為什麼？儘管白矮星仍然可以吞噬伴星或者星雲物質可以繼續成長，但很抱歉....白矮星的成長有一個上限，那就是錢德拉塞卡極限，也就是太陽的1.44倍！只要伴星吞噬恆星物質到達太陽的1.44倍時，這一顆白矮星就會成為宇宙最耀眼的新星--Ia型超新星爆發！
  • 超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?
    前文提到過太陽在其一生的終點會從一顆白矮星變成鑽石星球，其實恆星的宿命有好幾種。其中最常見的就是從紅巨星演變成白矮星。但是極少數的超大質量恆星會從超紅巨星演變成中子星或者黑洞！而變成中子星和黑洞則需要經歷超新星爆發時期。首先什麼是超新星爆發？
  • 參宿四未來超新星爆發後是變成黑洞還是中子星還是白矮星?
    我們太陽已經在宇宙中生存了50億年，而參宿四才1000萬年，而且參宿四雖然很年輕，但是其已經進入到了生命的末期，科學家就預測，參宿四在未來10萬年以內都隨時可能發生超新星爆發。
  • 640光年外的參宿四超新星爆發，真會威脅到地球嗎？
    關於世界末日的傳聞想必各位已經看得不要不要了，無論是真正的五大生命滅絕事件，還是諾查丹瑪斯或者霍金的預言，末日論總是出鏡率最高的，各大媒體分析時會將超新星爆發作為一個非常重要的威脅而列在其中，因為地質史上的滅絕事件據信有多次是超新星爆發造成，作為距離地球最近，在未來最有可能爆發成超新星的參宿四，會真的威脅到地球嗎？
  • 太陽是超新星大爆炸之子,其母恆星遺骸在何處,能認祖歸宗嗎?
    這類恆星由於中心超高的壓力和溫度，核聚變會一直持續，重元素不斷合成一直到鎳-56終止，並通過放射性衰變產生鐵-56，這個時候中心不再有能量輸出，巨大的自身引力壓導致外圍物質以0.23倍光速向中心坍縮，遇到中心靠簡併壓維持的鐵核心高速反彈，就不可避免的發生超新星大爆發。超新星大爆發巨大能量聚合出更重的元素。
  • 太陽是超新星大爆炸之子，其母恆星遺骸在何處，能認祖歸宗嗎？
    這類恆星由於中心超高的壓力和溫度，核聚變會一直持續，重元素不斷合成一直到鎳-56終止，並通過放射性衰變產生鐵-56，這個時候中心不再有能量輸出，巨大的自身引力壓導致外圍物質以0.23倍光速向中心坍縮，遇到中心靠簡併壓維持的鐵核心高速反彈，就不可避免的發生超新星大爆發。
  • 蔚為壯觀的超新星爆發,為什麼如此值得研究?
    那麼，為什麼要研究超新星呢？超新星爆發是非常壯觀的，亮度可以一下子提高100億倍，是現在已知恆星世界中最激烈的爆發現象。天體物理學家一般認為，超新星是恆星演化的一個十分關鍵的階段。對於質量比太陽大3.5倍以上的恆星，在其演化的晚期，核心部分的核能源用盡之後，會發生星體核心的大坍縮，並由此引起一種核反應而導致星球大爆炸。
  • 參宿四亮度劇烈變化,萬一超新星爆發,碎片會飛到地球嗎?
    從去年年底開始到今年年初，參宿四可謂賺足了眼球，因為它從在2019年10月底開始變暗到2020年一月底又重新變亮，作為一顆變星，參宿四的亮度變化並不令人驚訝，但參宿四同時也是一顆行將就木的恆星，未來將會迎來它在一生中最為壯烈的時刻：超新星爆發，所以參宿四的一舉一動無不令人關注！什麼是超新星？為什麼恆星會超新星爆發？
  • 超新星爆發或有第四種遺骸,介於中子星和黑洞之間,名曰夸克星
    恆星是宇宙中最常見的天體之一，夜空中絕大部分星星都是恆星。我們之所以稱之為恆星，是因為古人認為它們是恆久不變的。現在我們知道，恆星不僅位置會改變，而且也不會永恆存在，總有「死亡」的那一天。而它們的死亡，就是所謂的超新星爆發。
  • 恆星死亡時可能不會出現超新星爆炸
    科學家認為這種消失行為將支持這樣的一種理論：即一些巨大的恆星在死亡時只是簡單地爆炸而不會出現明亮的超新星爆炸，或伽馬射線的爆發。 當一顆巨大的恆星衰老時，其中心會聚集很多的鐵。最終，此鐵核增長得如此巨大以至於被它自身的重力給壓碎了，形成了一個黑洞。有時此過程伴隨有超新星爆炸，這時恆星外層向外爆發出明亮的可見閃光。
  • 宇宙的死期被算出，科學家：最後一次超新星爆發，便是宇宙的末日
    在宇宙中，星系、恆星、行星，甚至是生命，都陸續在其中出現，簡單來說，大爆炸創造了時空，雖然有科學家認為，宇宙的壽命是沒有盡頭的了，不過科學家們認為，既然宇宙的主要構成是黑洞和恆星，那麼，宇宙也將伴隨著它們的消亡而逐漸死寂。
  • 史上最高能超新星被發現,是搜尋已久的神秘類型超新星嗎?
    天文學家觀測到了史上最高能的超新星，但它的起源真的是搜尋已久的神秘類型超新星嗎？，因此可以排除「這個源是位於星系其他地方的中等質量黑洞瓦解恆星時產生的現象」的可能性。
  • 太陽會發生超新星爆發嗎?
    在絕大數情況下，恆星會聚變到鐵元素為止。因為鐵的結合能最高，要想試圖破壞鐵的原子核進而聚變成更高的元素，就需要極高的溫度，起碼也得100億攝氏度。這種苛刻的條件就阻止了恆星內的元素聚變到鐵以上的元素上了。當然也有極端案例，比如超新星爆發，中子星合併等。在整個過程中，引力一直都牽引著恆星外圍的物質向中心處塌縮。