关于超新星的资料
根据现在的认识,超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴死”。对于大质量的恒星,如质量大于8倍太阳质量的恒星,由于质量巨大,在它们演化到后期时,当核心区硅聚变产物-铁-56积攒到一定程度时,往往会发生大规模的爆发。这种爆炸就是超新星爆发。
超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。一般认为质量小于9倍太阳质量左右的恒星在经历引力坍缩的过程后是无法形成超新星的。
恒星从中心开始冷却,它没有足够的热量平衡中心引力,结构上的失衡就使整个星体向中心坍缩,造成外部冷却而红色的层面变热,如果恒星足够大,这些层面就会发生剧烈的爆炸,产生超新星。大质量恒星爆炸时光度可突增到太阳光度的上百亿倍,相当于整个银河系的总光度。恒星爆发的结果:(1)恒星解体为一团向四周膨胀扩散的气体和尘埃的混合物,最后弥散为星际物质,结束恒星的演化史。(2)外层解体为向外膨胀的星云,中心遗留下部分物质坍缩为一颗高密度天体,从而进入恒星演化的晚期和终了阶段。在一个星系中,超新星是罕见的天象,但在星系世界内,每年却都能观测到几十颗。1987年2月23日,一位加拿大天文学家在大麦哲伦星云中发现了一颗超新星,这是自1604年以来第一颗用肉眼能看到的超新星,这颗超新星被命名为“1987A”。
【搜狐科学消息】 据美国太空网报道,美国科学家正在计划通过波段研究复活400多年前的一次超新星大爆炸。 4百多年前的1604年10月9日,一颗人们从未见过的星星出现在夜空,它比其它任何星星都要亮。德国天文学家约翰尼斯-开普勒对这颗星进行了一年的研究,写了一本名为《新星》的书。直到上世纪40年代科学家们才意识到这颗星是一颗爆炸恒星,故称其为“开普勒超新星”。1640年后银河系中再也没有发现超新星。现在美国钱德拉X射线天文台、斯必泽红外太空望远镜、哈勃太空望远镜三大天文台通力合作,绘制出了超新星残留气体尘埃云的扩张彩图,以期帮助天文学家揭开那极其猛烈而又神秘的“往事”。 彩图位置距离地球1万3千光年。 2004年10月美国国家航空和航天局宣布发现了遥远星系爆发的三股能量,可能是恒星即将爆炸的信号。这就是巨星是如何结束生命的,而巨星结束生命又通常会导致黑洞的形成。提前观察超新星可谓天文学家一大幸事。因为他们还不完全了解垂死恒星临死前的“阵痛”。超新星创造了宇宙万物的一切元素,星球、植物、人类等等。计算机模拟爆炸的各个阶段常被描述为“酷似蜡灯”。 当然,科学家不是直接观察实际发生了什么,而是研究“开普勒超新星”的残余物质和相对较近爆炸恒星类似的残余物质。多波段研究对超新星完整演化图像的绘制显得至关重要。图片中可以看到,直径达14光年的气体尘埃云像气泡一样环绕在爆炸恒星周围,并以2000千米每秒的速度向外扩张。它冲进星际物质,发出冲击波,搅动分子,制造不同波长的可见光。 由于肉眼看不见红外线和X射线,图片被绘成彩色。可见光用黄色表示,用以显示超新星冲击波冲击周围气体密度最高区域的位置;亮斑代表冲击波引起不稳定后产生的厚厚的块状物质;细线表示冲击波穿越分布较为均匀、密度也较低的星际物质的位置;红色代表红外线,表示被冲击波加热的细微尘埃粒子;蓝色代表来自高温气体或快速运动的高能粒子;绿色表示来自低温气体的低能X射线。 一旦分析完成,科学家就能解决有关这一神秘天体的诸多重要问题。“开普勒超新星”残余物质只是多项研究中的一项。不过有一点可以肯定:垂死恒星爆炸进入太空的物质呈现出各种形状、差异巨大。有趣的是,我们自身所处的太阳系被认为是存在于“巨型洞穴”之中,其中 “洞穴”和“隧道”是很久以前无数恒星爆炸雕刻而成的。(尚力)
超新星大质量恒星的“暴死”——超新星
超新星:英文supernova
也称(nova)
当恒星爆发时的绝对光度超过太阳光度的100亿倍、新星爆发时光度的10万倍时,就被天文学家称为超新星爆发了。一颗超新星在爆发时输出的能量可高达〖10〗^43焦,这几乎相当于我们的太阳在它长达100亿年的主序星阶段输出能量的总和。超新星爆发时,抛射物质的速度可达10000千米/秒,光度最大时超新星的直径可大到相当于太阳系的直径。1970年观测到的一颗超新星,在爆发后的30天中直径以5000千米/秒的速度膨胀,最大时达到3倍太阳系直径。在这之后直径又开始收缩。
根据现在的认识,超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴死”。对于大质量的恒星,如质量相当于太阳质量的8~20倍的恒星,由于质量的巨大,在它们演化的后期,星核和星壳彻底分离的时候,往往要伴随着一次超级规模的大爆炸。这种爆炸就是超新星爆发。现已证明,1572年和1604年的新星都属于超新星。在银河系和许多河外星系中都已经观测到了超新星,总数达到数百颗。可是在历史上,人们用肉眼直接观测到并记录下来的超新星,却只有6颗。
时间 方位 视亮度 观测、记录者
185 半人马座 比金星亮 中国
369 仙后座 比木星亮 中国
1006 天狼座 比金星亮 中国、日本、朝鲜、阿拉伯
1054 金牛座 比金星亮 中国、日本、阿拉伯、印度
1572 仙后座 与金星相同 布拉赫等
1604 蛇夫座 介于天狼星和木星之间 中国人和开普勒、伽利略等
出现超新星爆发这样的宇宙级“暴力事件”概率有多大呢?虽然在每个星系中这一概率是很小的,但由于现在能观测到很多河外星系,所以在每年中都能观测到相当多的河外超新星事件。可是,从1604年以来,在我们银河系中还没有再次观测到超新星。这可能是因为宇宙尘埃的存在遮挡住了出现在银河系的某个角落中的超新星的光芒。
天文学家把超新星分为两种类型。两种类型的超新星在爆发时的光变曲线形状很不相同。Ⅰ型光变曲线的峰值很“锐”,绝对峰值光度约为太阳光度的100亿倍,爆发后变暗时速度缓慢;Ⅱ型光变曲线的峰值稍“钝”一些,绝对峰值光度约为太阳光度的10亿倍,爆发后很快变暗。
两类超新星的光谱也很不相同。在光度最大时Ⅱ型超新星的光谱中只有氢的а线(6。563*〖10〗^-7米)比较明显,大约1个月后会出现比较多的发射线和微弱的吸收线。Ⅰ型超新星在光度对大时出现宽的发射线和很强的吸收线,此后将出现氢а线和电离钙线。Ⅱ型超新星比Ⅰ型超新星出现的概率要高些。
根据现在的超新星理论,Ⅰ型超新星来自质量相当于太阳质量的恒星,至于为什么太阳质量大小的恒星也会发生超新星级的爆发,这至今还是一个谜。一种解释是它来自双星系统。如果双星系统的一颗子星是质量大到接近上限的白矮星,当另一颗子星的物质冲向白矮星并坠落其上时,就可能发生规模极大的爆炸,这时白矮星会升级而变成中子星。这种过程可以产生超新星级的巨大能量。Ⅱ型超新星则来自质量比太阳质量大得多的恒星,比如来自质量相当于10~100倍太阳质量的恒星。爆发前它们已经演化到了红巨星阶段,爆发就发生在红巨星的星核中。由于质量的巨大,在红巨星膨胀到相当于太阳系这样大时,其星体的温度还很高;它的外层大气的密度也近乎均匀一致。这些条件使得爆发时的冲击波能够以恒定的速度从星核传输到表层,光度最大时表面温度可能达到10000开,抛射物质的速度达到5000千米/秒。这正是观测到的实际情形。
超新星产生的冲击波携带着星壳物质冲向更远处的星际介质,物质间的碰撞“点亮”了原有的和新形成的星际介质,使它们发出光芒。这就是我们在夜空中观测到的超新星遗迹。其中著名的一个是在天鹅座中的圈状星云。
除了在可见光区观测到的超新星遗迹外,通过专门用来观测来自太空的X射线的人造卫星“爱因斯坦天文台”,人类发现了不少天上的X射线源,其中有30个以上是X射线超新星遗迹。1572年出现的隆庆彗星即第古新星,就留下了X射线遗迹。超新星冲击波使得星际介质温度高达几百万开并辐射出强烈的X射线。这是一颗典型的Ⅰ型超新星。
使用射电望远镜可以发现仅由最稀薄气体构成的超新星遗迹。比如,是射电天文学家最先发现了仙后座A这一超新星遗迹,后来在光学波段也发现了它的极暗弱的对应体。
超新星爆发和宇宙线的产生也有一定的关系。星际介质中的粒子运动速度一般都在每秒几十千米范围内,但是也有某些特殊情况——有的粒子运动速度可以接近光速,这就是宇宙线。宇宙线是由一些物质粒子如电子、质子等组成的,在本质上完全不同于电磁波。一般说来,由于地球大气对宇宙线的吸收作用,有探测宇宙线必须到大气层之外。如果搭乘气球上升到50千米的高空,就可以用底片拍摄宇宙线的踪迹。只有极少数能量极高的宇宙线可以到达地球表面。但是,当高能宇宙线与地球大气发生作用时,会引发一种闪光效应,同时产生二级宇宙线,在地球表面探测二级宇宙线是相对容易的。
实验表明,一些能量较低的宇宙线受到太阳活动的影响。比如,太阳活动有一个11年左右的周期,而观测到的低能宇宙线也随着这个周期而有所变化。另外,当太阳活动增强时,会使得地球周围的磁场增强,从而使在地球上观测到的宇宙线活动减弱。相反地,宇宙线流量的最大值往往出现在太阳耀斑等活动最小的时刻。观测也表明,绝大部分宇宙线是来自遥远的宇宙深处的超新星爆发。
因为宇宙线常常会因为星际磁场的作用而改变运动方向,我们很难判断它的辐射源在哪里。但宇宙线在与星际介质发生作用时,会辐射出г射线;而г射线是电磁波,运动方向不再受磁场的影响。美国宇航局曾发射了专门观测宇宙г射线的人造卫星。观测结果表明,宇宙г射线的分布与发现的超新星的分布有很好的相关性。这就在很大程度上支持了宇宙线来自超新星爆发的观点。
超新星事件和新星事件还有一个本质性的区别,即新星的爆发只发生在恒星的表面,而超新星爆发发生在恒星的深层,因此超新星博爱法的规模要大的多。超新星爆发时散落到空间的物质,对新的星际介质乃至新的恒星的形成有着重要的贡献,但这些物质来自死亡恒星的外壳。
超新星的研究用途
超新星处于许多不同天文学研究分支的交汇处。超新星作为许多种恒星生命的最后归宿,可用于检验当前的恒星演化理论。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及各种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变及激波同星周物质的作用等。而爆炸的遗迹如中子星或黑洞、膨胀气体云起到加热星际介质的作用。
超新星在产生宇宙中的重元素方面扮演着重要角色。大爆炸只产生了氢、氦以及少量的锂。 红巨星阶段的核聚变产生了各种中等质量元素(重于碳但轻于铁)。而重于铁的元素几乎都是在超新星爆炸时合成的,它们以很高的速度被抛向星际空间。此外,超新星还是星系化学演化的主要“代言人”。在早期星系演化中,超新星起了重要的反馈作用。星系物质丢失以及恒星形成等可能与超新星密切相关。
由于非常亮,超新星也被用来确定距离。将距离同超新星母星系的膨胀速度结合起来就可以确定哈勃常数以及宇宙的年龄。在这方面,Ia型超新星已被证明是强有力的距离指示器。最初是通过标准烛光的假定,后来是利用光变曲线形状等参数来标定化峰值光度。作为室女团以外最好的距离指示器,其校准后的峰值光度弥散仅为8%,并且能延伸到V> 30,000 km s-1的距离处。Ia 超新星的哈勃图(更确切地说是星等-红移关系)现在成为研究宇宙膨胀历史的最强有力的工具:其线性部分用于确定哈勃常数;弯曲部分可以研究膨胀的演化,如加速,甚至构成宇宙的不同物质及能量组分。利用Ia超新星可用作“标准烛光”的性质还可研究其母星系的本动。高红移Ia 超新星的光变曲线还可用于检验宇宙膨胀理论。可以预计由于宇宙膨胀而引起的时间膨胀效应将会表现在高红移超新星光变曲线上。 观测数据表明红移z处的Ia 超新星光变曲线宽度为z= 0处的 (1+z) 倍,这为膨胀宇宙理论提供了又一个有力的支持。某些II型超新星也可用于确定距离。II-P型超新星在平台阶段抛射物的膨胀速度与它们的热光度存在相关,这也用来进行距离测定。经上述相关改正后,原来II-P型超新星V波段的~1星等的弥散可降到~0.3 星等的水平,这提供了另一种测独立于SN Ia的测定距离的手段。此外,II型超新星的射电发射也似乎具有可定量的性质,如6cm的光变曲线峰与爆炸后6cm峰出现的时间存在相关,这也可用来进行距离估计。
大质量恒星的“暴死”——超新星
超新星:英文supernova
也称(nova)
当恒星爆发时的绝对光度超过太阳光度的100亿倍、新星爆发时光度的10万倍时,就被天文学家称为超新星爆发了。一颗超新星在爆发时输出的能量可高达〖10〗^43焦,这几乎相当于我们的太阳在它长达100亿年的主序星阶段输出能量的总和。超新星爆发时,抛射物质的速度可达10000千米/秒,光度最大时超新星的直径可大到相当于太阳系的直径。1970年观测到的一颗超新星,在爆发后的30天中直径以5000千米/秒的速度膨胀,最大时达到3倍太阳系直径。在这之后直径又开始收缩。
根据现在的认识,超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴死”。对于大质量的恒星,如质量相当于太阳质量的8~20倍的恒星,由于质量的巨大,在它们演化的后期,星核和星壳彻底分离的时候,往往要伴随着一次超级规模的大爆炸。这种爆炸就是超新星爆发。现已证明,1572年和1604年的新星都属于超新星。在银河系和许多河外星系中都已经观测到了超新星,总数达到数百颗。可是在历史上,人们用肉眼直接观测到并记录下来的超新星,却只有6颗。
时间 方位 视亮度 观测、记录者
185 半人马座 比金星亮 中国
369 仙后座 比木星亮 中国
1006 天狼座 比金星亮 中国、日本、朝鲜、阿拉伯
1054 金牛座 比金星亮 中国、日本、阿拉伯、印度
1572 仙后座 与金星相同 布拉赫等
1604 蛇夫座 介于天狼星和木星之间 中国人和开普勒、伽利略等
出现超新星爆发这样的宇宙级“暴力事件”概率有多大呢?虽然在每个星系中这一概率是很小的,但由于现在能观测到很多河外星系,所以在每年中都能观测到相当多的河外超新星事件。可是,从1604年以来,在我们银河系中还没有再次观测到超新星。这可能是因为宇宙尘埃的存在遮挡住了出现在银河系的某个角落中的超新星的光芒。
天文学家把超新星分为两种类型。两种类型的超新星在爆发时的光变曲线形状很不相同。Ⅰ型光变曲线的峰值很“锐”,绝对峰值光度约为太阳光度的100亿倍,爆发后变暗时速度缓慢;Ⅱ型光变曲线的峰值稍“钝”一些,绝对峰值光度约为太阳光度的10亿倍,爆发后很快变暗。
两类超新星的光谱也很不相同。在光度最大时Ⅱ型超新星的光谱中只有氢的а线(6。563*〖10〗^-7米)比较明显,大约1个月后会出现比较多的发射线和微弱的吸收线。Ⅰ型超新星在光度对大时出现宽的发射线和很强的吸收线,此后将出现氢а线和电离钙线。Ⅱ型超新星比Ⅰ型超新星出现的概率要高些。
根据现在的超新星理论,Ⅰ型超新星来自质量相当于太阳质量的恒星,至于为什么太阳质量大小的恒星也会发生超新星级的爆发,这至今还是一个谜。一种解释是它来自双星系统。如果双星系统的一颗子星是质量大到接近上限的白矮星,当另一颗子星的物质冲向白矮星并坠落其上时,就可能发生规模极大的爆炸,这时白矮星会升级而变成中子星。这种过程可以产生超新星级的巨大能量。Ⅱ型超新星则来自质量比太阳质量大得多的恒星,比如来自质量相当于10~100倍太阳质量的恒星。爆发前它们已经演化到了红巨星阶段,爆发就发生在红巨星的星核中。由于质量的巨大,在红巨星膨胀到相当于太阳系这样大时,其星体的温度还很高;它的外层大气的密度也近乎均匀一致。这些条件使得爆发时的冲击波能够以恒定的速度从星核传输到表层,光度最大时表面温度可能达到10000开,抛射物质的速度达到5000千米/秒。这正是观测到的实际情形。
超新星产生的冲击波携带着星壳物质冲向更远处的星际介质,物质间的碰撞“点亮”了原有的和新形成的星际介质,使它们发出光芒。这就是我们在夜空中观测到的超新星遗迹。其中著名的一个是在天鹅座中的圈状星云。
除了在可见光区观测到的超新星遗迹外,通过专门用来观测来自太空的X射线的人造卫星“爱因斯坦天文台”,人类发现了不少天上的X射线源,其中有30个以上是X射线超新星遗迹。1572年出现的隆庆彗星即第古新星,就留下了X射线遗迹。超新星冲击波使得星际介质温度高达几百万开并辐射出强烈的X射线。这是一颗典型的Ⅰ型超新星。
使用射电望远镜可以发现仅由最稀薄气体构成的超新星遗迹。比如,是射电天文学家最先发现了仙后座A这一超新星遗迹,后来在光学波段也发现了它的极暗弱的对应体。
超新星爆发和宇宙线的产生也有一定的关系。星际介质中的粒子运动速度一般都在每秒几十千米范围内,但是也有某些特殊情况——有的粒子运动速度可以接近光速,这就是宇宙线。宇宙线是由一些物质粒子如电子、质子等组成的,在本质上完全不同于电磁波。一般说来,由于地球大气对宇宙线的吸收作用,有探测宇宙线必须到大气层之外。如果搭乘气球上升到50千米的高空,就可以用底片拍摄宇宙线的踪迹。只有极少数能量极高的宇宙线可以到达地球表面。但是,当高能宇宙线与地球大气发生作用时,会引发一种闪光效应,同时产生二级宇宙线,在地球表面探测二级宇宙线是相对容易的。
实验表明,一些能量较低的宇宙线受到太阳活动的影响。比如,太阳活动有一个11年左右的周期,而观测到的低能宇宙线也随着这个周期而有所变化。另外,当太阳活动增强时,会使得地球周围的磁场增强,从而使在地球上观测到的宇宙线活动减弱。相反地,宇宙线流量的最大值往往出现在太阳耀斑等活动最小的时刻。观测也表明,绝大部分宇宙线是来自遥远的宇宙深处的超新星爆发。
因为宇宙线常常会因为星际磁场的作用而改变运动方向,我们很难判断它的辐射源在哪里。但宇宙线在与星际介质发生作用时,会辐射出г射线;而г射线是电磁波,运动方向不再受磁场的影响。美国宇航局曾发射了专门观测宇宙г射线的人造卫星。观测结果表明,宇宙г射线的分布与发现的超新星的分布有很好的相关性。这就在很大程度上支持了宇宙线来自超新星爆发的观点。
超新星事件和新星事件还有一个本质性的区别,即新星的爆发只发生在恒星的表面,而超新星爆发发生在恒星的深层,因此超新星博爱法的规模要大的多。超新星爆发时散落到空间的物质,对新的星际介质乃至新的恒星的形成有着重要的贡献,但这些物质来自死亡恒星的外壳。
超新星的研究用途
超新星处于许多不同天文学研究分支的交汇处。超新星作为许多种恒星生命的最后归宿,可用于检验当前的恒星演化理论。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及各种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变及激波同星周物质的作用等。而爆炸的遗迹如中子星或黑洞、膨胀气体云起到加热星际介质的作用。
超新星在产生宇宙中的重元素方面扮演着重要角色。大爆炸只产生了氢、氦以及少量的锂。 红巨星阶段的核聚变产生了各种中等质量元素(重于碳但轻于铁)。而重于铁的元素几乎都是在超新星爆炸时合成的,它们以很高的速度被抛向星际空间。此外,超新星还是星系化学演化的主要“代言人”。在早期星系演化中,超新星起了重要的反馈作用。星系物质丢失以及恒星形成等可能与超新星密切相关。
由于非常亮,超新星也被用来确定距离。将距离同超新星母星系的膨胀速度结合起来就可以确定哈勃常数以及宇宙的年龄。在这方面,Ia型超新星已被证明是强有力的距离指示器。最初是通过标准烛光的假定,后来是利用光变曲线形状等参数来标定化峰值光度。作为室女团以外最好的距离指示器,其校准后的峰值光度弥散仅为8%,并且能延伸到V> 30,000 km s-1的距离处。Ia 超新星的哈勃图(更确切地说是星等-红移关系)现在成为研究宇宙膨胀历史的最强有力的工具:其线性部分用于确定哈勃常数;弯曲部分可以研究膨胀的演化,如加速,甚至构成宇宙的不同物质及能量组分。利用Ia超新星可用作“标准烛光”的性质还可研究其母星系的本动。高红移Ia 超新星的光变曲线还可用于检验宇宙膨胀理论。可以预计由于宇宙膨胀而引起的时间膨胀效应将会表现在高红移超新星光变曲线上。 观测数据表明红移z处的Ia 超新星光变曲线宽度为z= 0处的 (1+z) 倍,这为膨胀宇宙理论提供了又一个有力的支持。某些II型超新星也可用于确定距离。II-P型超新星在平台阶段抛射物的膨胀速度与它们的热光度存在相关,这也用来进行距离测定。经上述相关改正后,原来II-P型超新星V波段的~1星等的弥散可降到~0.3 星等的水平,这提供了另一种测独立于SN Ia的测定距离的手段。此外,II型超新星的射电发射也似乎具有可定量的性质,如6cm的光变曲线峰与爆炸后6cm峰出现的时间存在相关,这也可用来进行距离估计。
超新星:英文supernova
也称(nova)
有时候,遥望星空,你可能会惊奇地发现:在某一星区,出现了一颗从来没有见过的明亮星星!然而仅仅过了几个月甚至几天,它又渐渐消失了。
这种“奇特”的星星叫做新星或者超新星。在古代又被称为“客星”,意思是这是一颗“前来作客”的恒星。
新星和超新星是变星中的一个类别。人们看见它们突然出现,曾经一度以为它们是刚刚诞生的恒星,所以取名叫“新星”。其实,它们不但不是新生的星体,相反,而是正走向衰亡的老年恒星。其实,它们就是正在爆发的红巨星。我们曾经不止一次提到,当一颗恒星步入老年,它的中心会向内收缩,而外壳却朝外膨胀,形成一颗红巨星。红巨星是很不稳定的,总有一天它会猛烈地爆发,抛掉身上的外壳,露出藏在中心的白矮星或中子星来。
在大爆炸中,恒星将抛射掉自己大部分的质量,同时释放出巨大的能量。这样,在短短几天内,它的光度有可能将增加几十万倍,这样的星叫“新星”。如果恒星的爆发再猛烈些,它的光度增加甚至能超过1000万倍,这样的恒星叫做“超新星”。
超新星爆发的激烈程度是让人难以置信的。据说它在几天内倾泄的能量,就像一颗青年恒星在几亿年里所辐射的哪样多,以致它看上去就像一整个星系那样明亮!
新星或者超新星的爆发是天体演化的重要环节。它是老年恒星辉煌的葬礼,同时又是新生恒星的推动者。超新星的爆发可能会引发附近星云中无数颗恒星的诞生。另一方面,新星和超新星爆发的灰烬,也是形成别的天体的重要材料。比如说,今天我们地球上的许多物质元素就来自那些早已消失的恒星。
超新星爆发
有时在某一星区突然看到一颗原来没有的亮恒星,经过几天到几个月,它又慢慢看不见了。因此,古人就把这类星叫新星。其实,它不是“新产生”的恒星,而是原来就有一颗可能是暗弱的恒星。由于它突然爆发,向外抛射大量物质,光度大增,在一两天内光度增加十几个星等,也就是亮度增长几万倍,使人们误认为“新产生”了恒星。天文学家们已在我们银河系内发现200多颗新星。中国史料里从公元前134年到公元17世纪末,有90颗新星记载,它们是非常珍贵的科学遗产。1975年8月30日晚上8点多钟,世界上一些天文台和天文爱好者,在天鹅座里就看到一颗新星。中国许多天文工作者和天文爱好者都看到了并进行了观测研究。
另外还有一类爆炸的星规模比新星还大叫做超新星。在大质量恒星演化到晚期,内部不能产生新的能量,巨大的引力将整个星体迅速向中心坍缩,将中心物质都压成中子状态,形成中子星,而外层下坍的物质遇到这坚硬的“中子核”反弹引起爆炸。这就成为超新星爆发,质量更大时,中心更可形成黑洞。
现在已发现多颗超新星,它们大多在河外星系中,在我们银河系里只发现8颗超新星。历史上最有名的超新星要数1054年出现在金牛座中的那颗了,关于这颗超新星,中国宋史中有详细的记载:“至和元年五月,晨出东方,守天关,昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。”这是指公元1054年7月4日早晨4点多钟,在金牛座天关星附近看到的超新星,它开始的亮度和太白金星亮度差不多,经过23天,又慢慢暗下去了。
1731年,一位英国天文爱好者在这个位置上观测到一个畸形天体枣外形似螃蟹,叫蟹状星云。可想而知,蟹状星云就是1054年那颗超新星爆发抛出的物质。它是一个不满千岁的天体,是天体中的“婴儿”。
1987年2月23日,在大麦哲伦星系中观测到一颗超新星SN1987A,成为轰动世界的新闻。
北京天文台有一望远镜专门在河外星系中搜索超新星,他们在三年内已发现了32个超新星。
超新星的研究用途
超新星处于许多不同天文学研究分支的交汇处。超新星作为许多种恒星生命的最后归宿,可用于检验当前的恒星演化理论。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及各种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变及激波同星周物质的作用等。而爆炸的遗迹如中子星或黑洞、膨胀气体云起到加热星际介质的作用。
超新星在产生宇宙中的重元素方面扮演着重要角色。大爆炸只产生了氢、氦以及少量的锂。 红巨星阶段的核聚变产生了各种中等质量元素(重于碳但轻于铁)。而重于铁的元素几乎都是在超新星爆炸时合成的,它们以很高的速度被抛向星际空间。此外,超新星还是星系化学演化的主要“代言人”。在早期星系演化中,超新星起了重要的反馈作用。星系物质丢失以及恒星形成等可能与超新星密切相关。
由于非常亮,超新星也被用来确定距离。将距离同超新星母星系的膨胀速度结合起来就可以确定哈勃常数以及宇宙的年龄。在这方面,Ia型超新星已被证明是强有力的距离指示器。最初是通过标准烛光的假定,后来是利用光变曲线形状等参数来标定化峰值光度。作为室女团以外最好的距离指示器,其校准后的峰值光度弥散仅为8%,并且能延伸到V> 30,000 km s-1的距离处。Ia 超新星的哈勃图(更确切地说是星等-红移关系)现在成为研究宇宙膨胀历史的最强有力的工具:其线性部分用于确定哈勃常数;弯曲部分可以研究膨胀的演化,如加速,甚至构成宇宙的不同物质及能量组分。利用Ia超新星可用作“标准烛光”的性质还可研究其母星系的本动。高红移Ia 超新星的光变曲线还可用于检验宇宙膨胀理论。可以预计由于宇宙膨胀而引起的时间膨胀效应将会表现在高红移超新星光变曲线上。 观测数据表明红移z处的Ia 超新星光变曲线宽度为z= 0处的 (1+z) 倍,这为膨胀宇宙理论提供了又一个有力的支持。某些II型超新星也可用于确定距离。II-P型超新星在平台阶段抛射物的膨胀速度与它们的热光度存在相关,这也用来进行距离测定。经上述相关改正后,原来II-P型超新星V波段的~1星等的弥散可降到~0.3 星等的水平,这提供了另一种测独立于SN Ia的测定距离的手段。此外,II型超新星的射电发射也似乎具有可定量的性质,如6cm的光变曲线峰与爆炸后6cm峰出现的时间存在相关,这也可用来进行距离估计。
关于超新星的资料
一颗超新星在达到光度峰值时,其直径可膨胀至相当于太阳系的大小,并且在此后的几天至几周内,其直径可迅速扩大至数千公里每秒。例如,1970年观测到的一颗超新星,在爆发后的30天内,其直径以5000公里\/秒的速度膨胀,最大时达到3倍太阳系的直径,随后开始收缩。超新星的爆发,是宇宙中的一种“暴力事...
关于超新星的资料
1987年2月23日,一位加拿大天文学家在大麦哲伦星云中发现了一颗超新星,这是自1604年以来第一颗用肉眼能看到的超新星,这颗超新星被命名为“1987A”。
关于超新星的资料
当恒星爆发时的绝对光度超过太阳光度的100亿倍、新星爆发时光度的10万倍时,就被天文学家称为超新星爆发了。一颗超新星在爆发时输出的能量可高达〖10〗^43焦,这几乎相当于我们的太阳在它长达100亿年的主序星阶段输出能量的总和。超新星爆发时,抛射物质的速度可达10000千米\/秒,光度最大时超新星的直径可大到相当于...
什么是超新星?
超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可能持续几周至几个月才会逐渐衰减。而在此期间,一颗超新星所释放的辐射能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相当。超新星比新星活动性更剧烈。超新星的英文名称为super...
什么是超新星?
今天来讲讲超新星是什么
超新星基本概念
超新星,这个英文名supernova,又称nova,象征着恒星演化历程中的戏剧性转变。这是一种极端的能量释放,其爆炸强度足以照亮整个星系,持续时间从几周到数月不等。在超新星爆发期间,辐射的能量相当于太阳整个生命周期的总能量。爆炸过程中,恒星会以极高的速度(可达光速的十分之一)抛洒其大部分物质,并...
超新星是什么
超新星,听名字应该是一个刚刚诞生的恒星吧?其实恰恰相反,超新星是某些超大质量恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。但是超新星的爆发并不意味着终结,因为他喷发出来的星际云物质,也许几十亿年后,又会凝聚成一颗新的恒星。
超新星爆炸最古老的超新星爆发
它们的光亮可以持续多年,相比之下,普通超新星的可见期则短暂得多。这一惊人发现是由加州州立大学杰夫·库克领导的研究团队通过加拿大、法国和夏威夷联合遗产测量望远镜完成的,他们利用3.6米望远镜在夏威夷进行了为期5年的太空观测,专注于4个特定区域。研究团队通过多晚的观测,揭示了早期宇宙的微妙变化。...
第谷超新星简介
在二十世纪六十年代,科学家们利用帕洛马天文台的先进望远镜首次揭示了这个暗淡星云的神秘面纱,它就是著名的超新星遗址。随后,它也成为了伦琴卫星 (ROSAT) 观测名单上的重要目标,提供了更深入的影像资料。根据观测结果,这个超新星可能属于类别Ia。它的起源故事颇具戏剧性:最初,它是一颗白矮星,然而,...
超新星SN,距离地球有多远?属于什么星系呢?
自从超新星 SN 1987A首次被观测,人们就惊叹于其炫耀的光芒。这颗超新星位于大麦哲伦星云的附近,是距离人类最近的超新星爆炸,为天文学家研究恒星死亡提供了非常有利的资料。超新星超新星是恒星在演化末期时会经历的阶段,在一个星系里非常罕见。爆炸产生的光芒非常明亮,并且一般会持续几周甚至几个月...
贡章亮博: 大部分超新星源于大质量恒星的演化,大质量恒星在生命后期,由于引力大于热核反应的斥力,会趋于塌缩,质量大于八倍太阳质量的星,由于太重,而核心热核反应进行到铁的合成时又无法进行〔涉及原子物理,不做解释〕核心虽有上亿度的高温,还是不够热,热胀冷缩,其外壳会剧烈塌陷撞击核心,猛烈地碰上坚实的核心,然后反弹,巨大的外壳整个会被震碎,瞬间释放极大的能量,放出的光在短期内和一个星系一样亮!就形成状观的超新星.强调一下,它和新星爆发的原理很不一样,切勿弄混.
岳阳市18558879289: 海贼王香波地群岛11超新星详细资料? - ?
贡章亮博: 第一次回答可获2分,答案被采纳可获得悬赏分和额外20分奖励.海贼王超新星11人 1 尤斯塔斯·基德 超新星的9人基德海贼团船长,南海出身,悬赏金3亿1500万贝里.11位超新星的其中一人,排行第1名,在香波第群岛悬赏金额最高的海贼...
岳阳市18558879289: 何谓超新星?新星、超新星如何划分的??
贡章亮博: 超新星:英文supernova 也称(nova) 有时候,遥望星空,你可能会惊奇地发现:在某一星区,出现了一颗从来没有见过的明亮星星!然而仅仅过了几个月甚至几天,它又...
岳阳市18558879289: 超新星是什么??
贡章亮博: 超新星是恒星演化过程中的一个阶段,是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸.该爆炸极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可能持续几周至几个月才会逐渐衰减,而在此期间,它所释放的辐射能量可以与太阳在一生中辐射能量的总和相当
岳阳市18558879289: 超新星是什么? - ?
贡章亮博: 超新星是爆发规模超过新星的变星.爆发时光度为10^7~10^10太阳光度(相当于整个星系的光度),释放能量10^47~10^52尔格,即增亮千万倍至上亿倍.这是恒星世界中已知的最激烈的爆发现象.爆发结果或是将恒星物质完全抛散,成为星云遗迹,结束恒星的演化史;或是抛射掉大部分质量,遗留下的部分物质坍缩为白矮星、中子星或黑洞,从而进入恒星演化的晚期和终了阶段.超新星爆发后形成强的射电源、X射线源和宇宙线源.超新星还是星际重元素的主要贡献者.
岳阳市18558879289: 海贼王中超新星是什么? - ?
贡章亮博: 超新星11人是伟大航路中11个悬赏过亿的新人海贼 船长基德3.15亿贝利 草帽小子路飞3亿贝利 魔术师霍金斯2.49亿贝利 赤旗德雷克2.22贝利 死亡外科医生罗2亿贝利 海鸣阿普1.98亿贝利 杀戮武人基拉1.62亿贝利 饕餮女邦妮1.4亿贝利 匪帮贝基1.38亿贝利 海贼猎人索隆1.2亿贝利 怪僧乌尔基1.08贝利
岳阳市18558879289: 超新星的爆发是什么出现的? - ?
贡章亮博: 我国宋朝的时候就曾记录了一个超新星爆发时的情景:在1054年7月的一个清晨,突然出现了一个非常非常亮的星体,就是在白天也能看得到,一直持续了23天才渐渐暗淡下去. 18世纪,有一个英国天文学家用望远镜观察出现“客星”的那片天空,发现了一团云雾状的东西,形状有点儿像螃蟹,人们便把它叫作“蟹状星云”. 经研究发现,这团星云还在不断膨胀,根据膨胀速度及其形状的大小,推算出它开始膨胀的时间正是我国宋朝时看到的那颗超新星出现的时间. 超新星
岳阳市18558879289: 超新星是啥? - ?
贡章亮博: 超新星的爆发现象好像太空中的“昙花一现”.在秩序井然的星座之间,有时会突然出现一颗异常明亮的外来客,甚至在白天也能见到.但是好景不长,不过几个月,它又渐渐暗下来,最终悄然逝去,音讯全无.在我国古代曾经形象地称它为“...