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漆黑的夜空,突然出现一颗明亮无比的星星:超新星爆炸

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发表于 2017-3-22 22:46:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
  漆黑的夜空,突然出现一颗明亮无比的星星:超新星爆炸:从天而降的“游客”——超新星之谜

  在晴朗无月的夜晚,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。


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  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”。


  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、衰老直至寿终的整个一生。同样,自然界的动物、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。


  有人认为进入晚年的恒星,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。


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  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。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(102)K。很难想象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程。


  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。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?


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  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来的物质。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”。


  提起1054“客星”或“蟹状星云”,就会激起中国天文学家们的自豪感。1054超新星是我国古代关于超新星爆发的记录,是全世界最丰富和最准确的记录。而最近,我们国家的天文学家们在这方面又取得了一些新的进展:北京天文台李卫东博士分别于1996年4月11日和1996年10月18日发现了两颗银河系外的超新星,他也是在这方面取得进展的中国第一位天文学家。这两颗星分别命名为SN1996W.SN1996BO,其中SN1996W是1996年国内外发现的最亮的一颗,因此显得更有价值,更有历史意义,在当代天文学的发展史上为中国人又添上了光辉的一笔。
  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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