超新星,恆星的巨大爆炸,結束了恆星的演化,它對生命至關重要

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超新星介紹

1、超新星是什麼?

超新星是一顆大質量恆星在其生命結束時發生的災難性爆炸的名字。它能在幾秒鐘內釋放出比我們的太陽在數十億年的生命週期中輻射出的能量還要多的能量。我們頭頂的天空佈滿了美麗的古代超新星遺蹟,也就是那些在這些劇烈爆炸中死去的恆星。在像我們銀河系這樣的星系裡,大約有2000億顆恆星,每50年就會有一顆超新星出現。然而,僅憑眼睛就能看到超新星是極其罕見的。你可能在你有生之年見證一次。

我們看到的是超新星遺蹟,在恆星曾經存在的太空中膨脹雲。有很多實例在銀河系內外。從北半球可見的最著名的超新星遺蹟叫做蟹狀星雲。它位於星座的方向金牛座。中國在公元前1054年見證了這顆超新星。後來,螃蟹星雲以承載第一個已知的星雲而聞名脈衝星,1967年被喬斯琳·貝爾·伯內爾,當時她還是英國劍橋大學的研究生。螃蟹脈衝星,衆所周知,是一箇中子星創造了蟹狀星雲的超新星遺蹟。就像宇宙燈塔一樣,脈衝星在旋轉時發出無線電波光束。來自螃蟹脈衝星的光束正好瞄準我們的方向。

2、科學家已經確認了幾種類型的超新星

超新星是恆星的巨大爆炸。科學家已經確認了幾種類型的超新星。一種被稱爲“核心塌陷”的超新星,發生在大質量恆星生命的最後階段,這些恆星至少比我們的太陽大八倍。當這些恆星在它們的核心燃燒燃料時,它們會產生熱量。這種熱量產生的壓力,向外推向外的引力,向內拉在恆星上。在恆星生命的大部分時間裡,內向的重力和向外的壓力是平衡的,恆星是穩定的。但是當一顆恆星燃燒它的燃料並開始冷卻時,外部的壓力就會下降。當一顆大質量恆星的壓力下降到足夠低時,引力就會突然取代,恆星在幾秒鐘內就會崩潰。這次塌陷產生了我們稱之爲超新星的爆炸。

3、超新星是如此強大,以至於產生了新的原子核

超新星是如此強大,以至於產生了新的原子核。當一顆大質量恆星崩塌時,它會產生一種衝擊波,從而引發融合反應在星的外殼裡。這些核聚變反應創造了新的原子核在一個叫做核合成。超新星被認爲是宇宙中比鐵更重的元素的原始來源之一。甚至你血液中的鐵也可以追溯到超新星或類似的宇宙爆炸,早在我們的太陽形成之前很久。因此,超新星對生命至關重要。

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超新星與宇宙

1、超新星爲空間塵埃和氣體雲增加了豐富的元素

超新星爲空間塵埃和氣體雲增加了豐富的元素,進一步增加了星際的多樣性,併產生了壓縮氣體雲的衝擊波,以幫助新恆星的形成。但只有少數幾顆恆星成爲超新星。許多明星在晚年冷卻,結束他們的生命。白矮星後來,黑矮星。但是大質量的恆星比我們自己的太陽大很多倍,當它們的核心聚變過程耗盡燃料時,可能會產生超新星。恆星聚變提供了一個恆定的向外壓力,它與恆星自身的質量驅動,向內引力的平衡存在。當核聚變變慢時,出站壓力下降,恆星的核心在重力作用下開始凝結,並且變得越來越密集和熱。

從外表看,這樣的恆星開始生長,膨脹成所謂的紅色超級巨星。但在它們的核心,收縮仍在繼續,使得一顆超新星迫在眉睫。當一顆恆星的核心收縮到一個臨界點時,一系列的核反應就會被釋放出來。這種核聚變在一段時間內避免了核心塌陷,但直到核心大部分由鐵組成,鐵才能維持恆星的融合。在微秒內,核可能達到數十億攝氏度的溫度。鐵原子被如此緊密地擠壓在一起,其原子核的排斥力產生了擠壓核心的反衝,這種反彈導致恆星以超新星的形式爆炸,併產生一個巨大的、過熱的激波。

2、白矮星與黑洞

超新星也發生在雙星系統中。小恆星是我們太陽質量的八倍,通常演化成白矮星。一顆濃縮成這個大小的恆星,大約是地球的恆星,非常密集,因此如果足夠近,它就有足夠強的引力從系統的第二顆恆星收集物質。如果一個白矮星有足夠的質量,它就達到了一個叫做錢德拉塞卡極限的水平。此時,其中心的壓力將變得如此巨大,以致於失控的核聚變發生,恆星在熱核超新星中爆炸。

超新星可以照亮天空數週,物質和能量的巨大轉移留下了一顆截然不同的恆星。通常只有一個很小的中子核,一個旋轉的中子。中子星留給證據的是超新星。中子星在穩定的流中發出無線電波,或者像脈衝星一樣,以間歇性的爆發發出無線電波。如果一顆恆星的質量如此之大(至少是我們太陽的十倍),那麼它就會留下一個巨大的核心,一種新的現象就會出現。因爲這樣一個燒焦的核心沒有能量源來融合,因此不會產生任何外部壓力,它可能會被自身的引力吞沒,變成一個能量和物質的黑洞。