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[转帖] 超新星 来自wikipedia

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发表于 2006-9-5 14:45:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
超新星
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超新星是多种恒星爆炸的总称。爆发中会释放出大量等离子体,并且持续数周至数年时间,以致天球上好像突然出现了一颗“新”星。超新星不同于新星,虽然新星爆发都会令一颗星的光度突然增加,但是程度比较小。超新星爆炸会把恒星的外层抛开,令周围的空间充满了氢、氦及其他元素,这些尘埃和气体最终会组成星际云。爆炸所产生的冲击波也会压缩附近的星际云,引致恒星的产生。

爆炸的冲击波会冲击四周,留下一个超新星爆炸遗骸。一个著名的例子是蟹状星云。

目录
1 超新星的分类与产生过程
2 超新星的命名
3 著名的超新星
4 超新星在恒星演化过程中的角色
5 参看




超新星的分类与产生过程
天文学家把超新星按它们光谱上的不同元素的吸收线来分成数个类型:

I型:没有氢吸收线
Ia型:没有氢、氦吸收线,有硅吸收线
Ib型:没有氢吸收线,有氦吸收线
Ic型:没有氢、氦、硅吸收线
II型:有氢吸收线
如果一颗超新星的光谱不包含氢的吸收线,那它就会被归入I型,不然就是II型。一个类型可根据其他元素的吸收线再细分。天文家认为这些观测差别代表这些超新星不同的来源。他们对II型的来源理论满肯定,但是虽然天文有一些意见解释I型超新星发生的方法,这些意见比较不肯定。

Ia型的超新星没有氦,但有硅。它们都是源于到达或接近钱德拉塞卡极限的白矮星的爆发。一个可能性是那白矮星是处于一个密近双星系统中,它不断地从它的巨型伴星吸收物质,直至它的质量到达钱德拉塞卡极限。那时候电子简并压力再不足以抵销星体本身的引力,结果是白矮星会塌缩成中子星或黑洞,塌缩的过程可以把剩下的碳原子和氧原子融合。而最后核融合反应所产生冲击波就把那星体炸成粉碎。这与新星产生的机制很相似,只是该白矮星未达钱德拉塞卡极限,不会塌缩,能量是来自积聚在其表面上的氢或氦的融合反应。

亮度的突然增加是由爆发中释放的能量所提供的,爆发以后亮度不会即时消失,而是会在一段长时间中慢慢地下降,那是因为放射性钴衰变成铁而放出能量。

Ib型超新星有氦的吸收线,而Ic型超新星则没有氦和硅的吸收线,天文学家对它们产生的机制还是不太清楚。一般相信这些星都是正在结束它们生命(如II型),但它们可能在之前(巨星阶段)已经失去了氢(Ic型则连氦也失去了),所以它们的光谱中没有氢的吸收线。Ib型超新星可能是沃尔夫-拉叶型恒星塌缩的结果。

如果一颡恒星的质量很大,它本身的引力就可以把硅融合成铁。因为铁原子的结合能已经是所有元素中最高的,把铁融合是不会释放能量,相反能量反而会被消耗。当铁核心的质量到达钱德拉塞卡极限,它就会即时衰变成中子并塌缩,释放出大量携带著能量的中微子。中微子爆发中的一部份能量传到恒星的外层。当铁核心塌缩时候所产生的冲击波在数个小时抵达恒星的表面时,亮度就会增加,这就是II型超新星爆发。而视乎核心的质量,它则会成为中子星或黑洞。

II型超新星也有一些小变型如II-P型和II-L型,但这些只是描述了光度曲线图的不同(II-P的曲线图有暂时性的平坦地区,II-L则无),爆发的基本原理没有太大差别。

还有一类被称为“超超新星”的理论爆发现象。超超新星指一些质量极大的恒星的核心直接塌缩成黑洞并产生了两条能量极大、近光速的喷流,发放出强烈的伽马射线。这或可能是伽马射线爆发的其中一个原因。

I型的超新星一般都比II型超新星亮。

超新星的命名
当国际天文联合会收到发现超新星的报告后,他们都会为它命名。名字是由发现的年份和一至两个拉丁字母所组成。一年里第一颗被发现的超新星就是A,第二就是B,如此类推,第二十六以后的则是aa、ab、ac等等。如超新星1987A就是在1987年发现的第一颗超新星。

著名的超新星
1054年——产生蟹状星云的那一次超新星爆发,这次“客星”的出现被中国宋朝的天文学家详细记录,日本、美洲土著也有观测的记录
1572年——仙后座的超新星(第谷超新星),丹麦天文学家第谷有观测的记录,并因此出版了《De Nova Stella》一书,是新星的拉丁名nova的来源
1604年——蛇夫座的超新星(开普勒超新星),德国天文学家开普勒有观测的记录,这是银河系里最后一颗被发现的超新星
1987年——超新星1987A在开始的数小时内就被发现,这是现代超新星理论第一次可以与实际观测比较的机会
1604年的超新星被伽利略用作反驳当时阿里士多德学派所谓上天永远不变的理论。

超新星爆发后通常都会留下超新星爆炸遗骸,研究这些天体有助我们了解超新星。

超新星在恒星演化过程中的角色
超新星爆发会令它周围的星际物质充满了金属(对于天文学家来说,金属就是比氦重的所有元素)。所以每一代的恒星(及行星系)的组成成分都有所不同,由纯氢、氦组成到充满金属的组成。不同元素的所有的分量对于一颗恒星的生命,以至围绕它的行星的存在性都有很大的影响。
发表于 2009-5-2 21:23:41 | 显示全部楼层
顺便补充一下,新星(nova)跟超新星(supernova)其实应该是不一样的:
新 星

  新星是亮度在短时间内(几小时至几天)突然剧增,然后缓慢减弱的一类变星,星等增加的幅度多数在9等到14等之间。由于新星在发亮之前一般都很暗,甚至用大望远镜也看不到,而一旦发亮后,有的用肉眼就能看到,因此在历史上被称为"新星"。

  实际上,新星不是新产生的恒星。现在一般认为,新星产生在双星系统中。这个双星系统中的一颗子星是体积很小、密度很大的矮星(可以认为是白矮星),另一颗则是巨星(参看恒星的物理特征和死亡的恒星)。两颗子星相距很近,巨星的物质受到白矮星的吸引,向白矮星流去。这些物质的主要成分是氢。落进白矮星的氢使得白矮星"死灰复燃",在其外层发生核反应(参看恒星),从而使白矮星外层爆发,成为新星。

  新星爆发以后,所产生的气壳被抛出。气壳不断膨胀,半径增大,密度减弱,最后消散在恒星际空间中。随着气壳的膨胀和消散,新星的亮度也就缓慢减弱了下去。

超新星

  超新星是爆发规模更大的变星,亮度的增幅为新星的数百至数千倍(相当于再增加6至9个星等),抛出的气壳速度可超过1万千米。超新星是恒星所能经历的规模最大的灾难性爆发。

  超新星爆发的形式有两种。一种是质量与太阳差不多的恒星,是双星系统的成员,并且是一颗白矮星(参看死亡的恒星)。这类爆发与新星的差别是核反应发生在核心,整个星体炸毁,变成气体扩散到恒星际空间。

  还有一种超新星,原来的质量比太阳大很多倍,不一定是双星系统成员。这类大质量恒星在核反应的最后阶段会发生灾难性的爆发,大部分物质成气壳抛出,但中心附近的物质留下来,变成一颗中子星(参看死亡的恒星)。
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发表于 2009-5-2 22:37:33 | 显示全部楼层
记得以前还有类星体的东西,现在好象没怎么听说了。
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