超新星爆炸

超新星爆炸

超新星爆炸是一種現象,在年,天文學家在名為大麥哲倫雲矮星系附近發現超新星爆炸,在其爆炸之後沒有留下任何痕跡。 SN 1987A是一顆在最近300年裏記錄到的最接近我們的超新星,即使借助于"哈勃"太空望遠鏡也沒有發現黑洞或超密實中子星,按現代理論在超新星爆炸後應該

天文學家內維埃夫·格雷弗斯博士認為,超新星爆炸後會形成中子星,中子星在這樣的距離上應該能發現,它會發射無線電波,而黑洞會吸收物質,在吸收時物質會被加熱從而發出輻射光。或許中子星存在,但輻射太微弱,要發現它很難。研究中排除了在SN1987A超新星附近存在脈沖星(旋轉的中子星,能輻射強烈射電脈沖流)的可能性,也許是來不及形成,因為在理論上需要100至10萬年時間。

2013年11月13日,哈勃太空望遠鏡拍攝到超新星SN 2012im爆炸。

  • 中文名稱
    超新星爆炸
  • 發現時間
    1987年
  • 發現地點
    大麥哲倫雲矮星系附近發現編號為SN 1987A超新星爆炸
  • 最接近我們的超新星
    SN 1987A

爆炸原理

巨大質量恆星的內部溫度遠高于表面,最大的超巨星核心溫度超過10億兆。對于一顆穩定的恆星,核心溫度的理論上限為60億K。超過這個溫度,恆星內部物質發射出的光子能量將高達到可以在互相碰撞時轉化成正負電子對,這樣的反應會讓恆星失去穩定,最終在一場巨大的爆炸中毀滅。

恆星內部主要依靠核聚變產生能量對抗恆星本身萬有引力來維持穩定:能量釋放形成的向外的擴張力與恆星萬有引力製衡。恆星越大所需要的能量越多,消耗氫就越快。然後形成的氦繼續聚變形成碳原子和氧原子,聚變程度取決于恆星的質量。隨著恆星核心中質量堆積,引力越來越大,核聚變原料變少,當核聚變的能量和遊離電子之間的"簡並"提供的力無法抗拒萬有引力時,恆星會突然坍縮,速度達到45000英裏每秒以上,核心溫度迅速提升。氣體在萬有引力作用下,接近光速砸向核心,此過程會有"反彈效應",進入的部分氣體反旋向上,從核心中吹出。而核心裏電子和質子擠壓產生中微子,中微子穿過稠密氣體時部分被吸收,氣體獲得巨大能量,從而產生巨大霹靂,產生了X光,伽馬射線,紫外線,氣體再次吸收熱量,溫度升至幾百萬度。因而超新星爆發非常亮。

----Philip Plait. <<DEATH FROM THE SKIES>>

爆炸類型

由于光以有限速度進行傳播,許多距離地球遙遠的超新星爆炸通常在之後才發現。這顆最古老的超新星爆炸發生于107億年前,比之前發現紀錄的最早超新星還要早15億年。該超新星爆炸屬于"II類型",它是一種質量是太陽50-100倍的恆星,當核燃料完全消耗不再爆炸。

大麥哲倫星雲內發現兩個超新星爆炸遺跡大麥哲倫星雲內發現兩個超新星爆炸遺跡

這種超新星歸類為II類型超新星,是由于它在最後爆炸前噴射出大量的氣體,這些氣體加速了它的死亡進程,導致其爆炸之後仍長期釋放出光亮。II類型超新星釋放的光線可持續多年,而普通的超新星僅在短短幾周時間內可見。

爆炸研究

天文學家發現迄今最早、最遙遠的超新星爆炸,它出現于宇宙大霹靂之後僅30億年的時期。他們所採用的方法能夠發現數萬顆遠古超新星,跟蹤宇宙如何在進化歷程中播種重元素物質。

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這一超新星是由美國加利福尼亞州立大學傑夫-庫克(Jeff Cooke)帶領的研究小組進行的,他們是通過加拿大、法國和夏威夷聯合遺產測量望遠鏡拍攝到這些遠古超新星,他們進行的研究項目是基于這個位于夏威夷3.6米直徑望遠鏡對4個太空區域進行為期5年的太空觀測。

研究小組經過多個夜晚的觀測發現了早期宇宙更微妙的變化,然後他們對比多年搜尋星系的圖像資料,發現這顆超新星逐漸發亮。庫克帶領研究小組僅第5次太空勘測就發現了最早期的超新星爆炸,預測還有更多的遠古超新星爆炸將發現。通過這項研究,最早期超新星爆炸將揭示宇宙如何播種重元素,科學家僅發現宇宙大霹靂時所形成的一些輕元素,比如:氫、氦和,其他的元素都熔入到恆星和超新星的核元素之中。

由于超新星的光譜分析可揭示爆炸恆星的化學成份,通過觀測多個超新星爆炸將使天文學家能夠跟蹤宇宙進化歷史的化學成份。未來的研究將揭示早期宇宙更多的超新星爆炸,其中包括夏威夷8.2米直徑昴星望遠鏡的攝像儀和將于2013年發射的美國宇航局6.5米直徑詹姆斯-韋伯太空望遠鏡。

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庫克告訴《新科學家雜志》說:"使用這種方法,我們將能夠看到更遙遠的超新星爆炸,甚至包括真實觀測到至今仍'存在'的宇宙首個恆星。"

2009年初,天文學家觀測到宇宙中最早期恆星釋放的光線,這是宇宙大霹靂後6.5億年前釋放出的伽馬射線暴。像這樣的射線暴被認為是由于超大質量恆星死亡時噴射高速物質流所形成的。

爆炸產物

2009年11月10日,位于智利的雙子南座望遠鏡上的多天體光譜儀近日捕捉到了大麥哲倫星雲的DEM L316號地區兩個超新星爆發遺留下的氣泡狀星雲。從觀測照片上看,兩團氣泡狀星雲似乎將要漂浮並穿過大麥哲倫星雲。這些星雲雖然看起來幾乎就像是一個天體,但是他們卻是由不同類型的超新星爆炸所形成的兩種截然不同的氣體與塵埃復合物。科學家們認為,這一發現將有助于進一步發現和研究超新星爆炸的殘留物。

大麥哲倫星雲是銀河系的近鄰之一,位于劍魚座方向,大約距離銀河系16萬光年。DEM L316號地區則位于大麥哲倫星雲之中,其內部有兩團泡沫狀的天體。這種泡沫狀天體延伸的距離大約有140光年。直到上世紀70年代,DEM L316號地區才被首次公認為是超新星爆炸殘留物。許多人認為,DEM L316號地區可能是數萬年前大麥哲倫星雲中數顆超新星爆炸所形成的產物。

爆炸記錄

2011年

2011年9月8日,在天氣晴朗的情況下,全英國都可以看到,天文愛好者隻需找到一塊遠離街燈的地方,用雙筒望遠鏡就可觀測到這一天體活動。超新星在爆發過程中會以驚人的速度向宇宙中發散出氣體、輻射和塵埃,場面壯觀。

超新星爆炸

即將爆炸的超新星與銀河系僅有2100萬光年的距離,由此愛好者們才能觀賞到這一奇景。專家指出觀測這顆超新星的最佳方法是在夜晚降臨後的幾個小時內,拿起望遠鏡朝北鬥七星"勺把"的東部看。

牛津大學的教授表示,根據哈勃望遠鏡在2011年8月24日抓拍到的景象,這顆超新星如今應該到了爆發的臨界點,爆炸後直到10月中旬光芒才會漸漸消失。該大學超新星研究組組長馬克沙利文博士說:"隻要你有一個像樣的望遠鏡,那麽就可以看見它,對于很多人來說,一生可能隻有這麽一次機會,下一次或許要等到100年以後了。"

超新星爆炸

超新星指的是快要死亡的大質量恆星。對質量相當于太陽8到20倍的恆星來說,它們在演化後期星核和星殼徹底分離時往往會發生超級大霹靂,伴隨有異常耀眼的光芒。超新星作為許多恆星生命的最後歸宿,可用于檢驗恆星演化理論。

2013年

2013年11月13日美國宇航局(NASA)公布的圖片顯示,8月19日,由美國宇航局(NASA)和歐洲空間局(ESA)合作的哈勃太空望遠鏡拍攝的旋渦星系NGC 6984的圖像中,有一顆已經爆發的超新星SN 2012im。

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2016年

北京大學科維理天文與天體物理研究所研究員東蘇勃領導的一支國際團隊,不久前發現了史上最強超新星爆發現象,在國際天文學界引起轟動。研究成果發表于1月15日出版的《科學》雜志上。

據介紹,這顆被命名為ASASSN-15lh的超新星距離地球38億光年,屬于罕見的"貧氫極亮型超新星"家族中的一員。它的發現,有望為揭開極亮型超新星的爆發之謎提供重要線索。

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