| 词条 | 超新星爆发 |
| 释义 | § 简介 超新星爆发 超新星爆发就是一颗大质量恒星的“暴死”过程。在恒星演化的后期，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。[1] § 特征 每一秒钟在宇宙的某个地方都会发生超新星爆发。 尽管超新星非常的明亮，但是超新星爆发的能量仅仅是整个事件能量释放的冰山一角。理论预言当爆发恒星的铁核坍缩成中子星或者黑洞时，中微子带走了绝大多数的引力结合能。对超新星1987A的中微子观测证实了这一预言。通常情况下，总能量中只有1%转化成了喷出物的动能，而其中又只有很少的一部分转化成了电磁辐射。 当高能光子把铁核团打碎成单个粒子和核子（质子和中子）时，恒星的铁核就会出现引力不稳定。这时，核子和自由质子就会俘获电子，进而使压力大幅度下降，而且产生大量的中微子。后者可以毫无阻碍的离开恒星，直到密度上升为止。在1秒钟之内，恒星内部核区就会坍缩至核密度，但是由于核子简并和核力排斥作用会阻止其进一步的坍缩。 此时，会产生一个流体动力学激波，并且通过仍在超声速下落的外部核区向外传播。一般认为这一激波并不会直接导致超新星爆发。由于铁核的光致蜕变和中微子辐射，激波会损失大量的能量，因此导致在半径100-200km处失速。 但是仅仅几分之一秒之后，情况就发生了变化。激波之后的温度会大幅度下降，以至于离开刚诞生的中子星的大量高能中微子会被后激波层中的自由核子所吸收。如果这一能量传递达到一定程度，就会释放出原来已经失速的激波，导致一次“延迟”的爆发。因为激波的最终命运取决于这些物理过程之间的强弱对比，所以需要更详尽的计算模型来确定由中微子传递给激波的能量是否足以导致超新星爆发。[2] § 模型研究 超新星爆发 威尔逊（Wilson）和梅勒（Mayle）通过使用两个假设成功模拟了这一中微子驱动的爆发，但是这两个假设还没有被普遍接受。他们假设中子星中的对流混合过程加速了中微子辐射。另外，他们认为为了得到所观测到的爆发能量，在中子星介质中会出现高密度的π介子（产生于夸克和反夸克之间的强相互作用基本粒子）。这两个假设都有利于导致超新星爆发，因为中微子所传递的能量会随着中微子数目和其本身能量的增大而增大。 但是这一模型也忽略了一些重要的物理过程，正如超新星1987A的光谱观测所显示的，爆发中放射性元素镍以出乎意料的高速运动。这一观测预示大尺度的喷流携带着物质从中子星进入爆发恒星的外部壳层。多维模拟确实显示了在新诞生的中子星与超新星激波（那儿由于中微子加热而形成了一个对流不稳定层）之间的强烈瓦解作用。而且，中子星发出的大量中微子以及上升的高温物质也帮助激波进一步的向外传播。这两个效应对于先前描述的延迟爆发机制至关重要。 有科学家进行了首次三维模型的计算，这是超新星模型中的又一个里程碑。其证实了先前二维模型的结果。蘑菇状（见图）的结构开始出现，然后发展成大尺度的结构。由于子扰动，中微子驱动的后激波对流可以解释超新星爆发中核合成产物分布的各向异性。加上自转，它也可能会形成非对称的球体，以及观测到的年轻脉冲星所具有的极大反冲速度。[2] § 爆发事件 仙后座A超新星爆炸 仙后座A超新星爆炸发生于325年前，这一太空现象引起了科学家的浓厚兴趣。仙后座A超新星残骸位于仙后座星群北部，距离地球10000光年，它是325年前一颗超大质量恒星在超新星爆炸中遗留的残骸，其中包括了叫做中子星的垂死恒星、在恒星死亡时围绕恒星周边的爆炸物质。这一超新星爆炸事件是银河系内最近的超新星爆炸之一，同时也是最具研究价值的太空事件之一。大型天文观测台的每个空间望远镜都观测到了仙后座A这个球型超新星残骸的不同特征。斯皮策空间望远镜显示其外壳灰尘层的温度仅80华氏度(约27摄氏度)；哈勃空间望远镜探测到其细丝状热气体达到18,000华氏度(约9982摄氏度)；钱德拉X射线天文台观测到温度更高的炽热气体，竟达1800万华氏度(约1000万摄氏度)。 SN2006gy超新星爆炸 SN2006gy超新星爆发 名为SN2006gy超新星，位于2.4亿光年之外的NGC1260星系。其独特之处在于爆发时呈现无可比拟的亮度，它要比典型的超新星爆发亮100倍以上，这说明那颗爆炸恒星的原有质量可能极其大，约为太阳的150倍，这简直前所未见。 无论从亮度还是爆发强度、喷射物质等方面来看，这次观测到的超新星爆发都与理论上推测的超大质量恒星的超新星爆发有所不同。天文学家们推测，宇宙初期的第一代恒星中可能很多是这种超大块头的恒星，此前人类未观测到的这类超强的超新星爆发可能为数不少。专家认为，这次能够成功观测到SN2006gy爆发，领略可能是宇宙中第一代超大恒星的天体死亡，将有助于更深入了解早期大恒星的死亡过程。 § 现象观测 2011年9月8日夜晚，天文爱好者们就能观测到百年一遇的超新星爆炸过程，这是1954年以来能用肉眼看到的最明亮的一次超新星爆炸。如果天气晴朗，人们可用双目望远镜在远离灯光的地方直接观测到这一震撼人心的天体活动。据专家称，观测的方位应该是北斗星“勺柄”的东方。 由于即将爆炸的恒星据银河系仅有2100万光年的距离，所以爱好者们才能观赏到这一奇景。牛津大学的教授表示，根据哈勃望远镜8月底抓拍到的景象，这颗恒星如今应该到了超新星爆发的临界点。爆炸结束后直到10月中旬光芒才会渐渐消失。天体学家马克•萨利文教授说：“任何人都能只用一个双目望远镜看到，对于很多人来说，这或许是一辈子也看不到的震撼场景。下一次或许要等到100年以后了。”[1] |
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