是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸而形成超新星呢

中国科普博览 2018-01-08

在睛朗无月的夜晚,当你抬头仰望那漫无边际的星空时,如果你注意到在以前没有星星的地方,突然冒出一颗明亮无比的星,在它面前,著名的天狼星变得暗淡无光,耀眼的"太白金星"也不能与之匹敌,甚至太阳的光辉也不能将之压倒,那么你所见到的那颗星就是一颗超新星。

说到这里,大家也许会纳闷:平白无故怎么会突然多出一个叫做"超新星"的星呢?这是怎么回事?其实,超新星并不是新生成的恒星,它们是原本早就存在的恒星。要想弄清什么是超新星,首先我们要先知道什么是新星。在整个宇宙背景很暗的情况下,有些星星我们用肉眼是根本看不到的,甚至用一些大的望远镜都看不见。由于某种原因,这种恒星突然产生了爆炸,亮度一下子增长了上万倍,随后又逐渐变暗,这种星星,叫做新星。其中,我们把那些爆炸时亮度超群出众的,就称为"超新星"。

是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸而形成超新星呢

故事讲到这儿,大家也许又会问,超新星既然是恒星爆 炸时形成的,那么恒星为什么会爆炸呢?

为了解决这个问题 , 我们需要大致了解一下恒星的演化过程。 大家都知道 ,一个人总要经历诞生 、 成长、 衰老直至寿终整个一生,同样,自然界动物植物也是如此,那么 , 天上的星星又怎么样呢? 也不例外。它们也要经过从生到死的过程。 具体可以分为早期形成阶段、中年阶段和晚年阶段。所谓早期是指恒星开始形成的时候;中年指恒星相对稳定的时期。我们每天所见的太阳目前就处于中年阶段,所以它的光度基本不变。而当恒星迈入晚年阶段后,它就处于一种很不稳定的状态。是什么原因造成了这种结构的不稳定呢?许多科学家对此进行了猜测和设想 。 有人认为进人晚年的恒星 , 就像一个物体由于内外受力不平衡。 晚年恒星就会被迫改变形状。 由于星星要发光, 它就必须消耗自身的能量。 当它内部 "燃料" 逐渐被消耗时 , 它所能利用的也就越来越少。 这就使得恒星向外放出的能量大大减少。 这一下可不得了 , 本来向外的压力和向内的引力是平衡的 , 而这时向外的压力大大减少 , 巨大的引力因此而失去抗衡 , 就像房屋突然断了横梁和支柱一样 ,就会向中心猛然 "坍缩" 下去。 结果 , 中心区域的物质被挤压得十分厉害。于是从恒星内部放出巨大的能量。一种被称作"中微子"的粒子流,就像超级飓风一样把恒星摧毁。

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而这个过程所需要的时间非常地短,不到一秒钟,瞬时温度可高达万亿度,很难想像这个过程是如此迅猛,放出的能量如此之大,于是,我们就看到了它突然变亮的过程。这 就是超新星爆炸的原因和过程。

这里,我们可以看看历史上一颗典型的超新星的形成过,北宋的时候,也就是公元1054年的一天早上,东方天空中的天关星附近突然出现了一颗非常亮的星星。它光芒四射,白天看起来就像整个天空里最亮的金星一样亮。它持续了23天才开始变暗,但肉眼仍能看到。一直过了大约两年的时间,它才消失了。

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宋朝的天文学家们称它为"客星"。 不像吗?莫名其妙地出现在天空,又莫名其妙地走了,不恰似一位太空"游客",来也匆匆,去也匆匆吗?大约在七百年以后,也就是18世纪,有个英国人用望远镜观测天空的时候,在"客星"出现的位置出现了一团很模糊的气体云,样子很像一只张牙舞爪的大螃蟹。于是人们就给它起了一个绰号叫"蟹状星云"。后来,经过天文学家考证:"客星"就是超新星爆发,而"蟹状星云"正是超新星爆发后遗留下的物质。 凭什么这么说呢? 我们下面可以做一个简单的数学运算外, 现在所有活在世上的人当中都没有见到过它 , 只有在历史的记载上还珍藏着它的一些简略的史料。 现在 , 在我们银河系里能完全肯定为超新星的 "事件" 的只有几起 , 其中之一就是宋史上记载的1054 "客星"。

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关于超新星, 人们已经发现了许多 , 但对它形成的原因 , 却仍然处于猜想阶段。 究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸 , 这还是一个没有得出答案的谜 。

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