主页 > 天文地理 > [天文地理]极超新星爆炸过程威力有多大(图)
2017-06-10

[天文地理]极超新星爆炸过程威力有多大(图)

[天文地理]极超新星爆炸过程威力有多大


  2016年3月,NASA成功捕捉到超新星爆炸冲击波,能直接目睹超新星爆炸过程,这尚属人类首次。整个过程仅仅持续20分钟左右的时间,能捕捉到这关键的二十分钟得需要非常好的运气才行。NASA甚至将这一过程称为“天文学家研究调查的里程碑”。

  

NASA捕捉到正要爆发的超新星

 

  NASA捕捉到正要爆发的超新星


  不得不说,超新星爆发可以说是宇宙中最壮美的景象了,这种爆发在极端的时间内释放出巨大的能量,其亮度可能会照亮整个星系,同时外壳被抛射出去,中心的核会形成中子星或者黑洞。另外,爆炸也会产生许多重元素,这些重元素被被冲击波抛散到星际空间中,在下一代恒星形成的时候,他们很可能会形成行星等。


  超新星的爆发机制主要有两种,第一种是大质量恒星晚年时中心的核(主要是铁核)会发生爆炸,爆炸后外壳被吹散,中心会留下致密的残核——中子星或黑洞。第二种是密近双星系统(其中有一颗是白矮星)中的白矮星爆炸形成的,而白矮星爆炸后完全粉碎。


  一般情况下,我们把超新星分为Ⅰ型超新星和Ⅱ型超新星,Ⅰ型又分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc型,其中Ⅰb、Ⅰc型和Ⅱ型超新星的爆发机制相同,属于上述的第一种,而Ⅰa型超新星的爆发机制属于上述的第二种。


  Ⅰa型超新星——天然的标准珠烛光


  在各种星系中,尤其是椭圆星系或者漩涡星系的星系晕和旋臂之间,经常会出现这样的密近双星系统(密近的意思是靠的非常近):其中一颗是正常的恒星,而另一颗是体积很小的白矮星,这颗白矮星一般是由3—8个太阳质量的恒星演化而来,是一颗碳氧白矮星,质量小于1.44个太阳质量。

  

位于天鹅座方向的一颗白矮星在吸积它的伴星的物质

 

  位于天鹅座方向的一颗白矮星在吸积它的伴星的物质


  如果白矮星和自己的伴星靠的足够近,它就会吸积伴星的物质而使自己的质量增加,但是,这一过程不可能无限持续下去。对于白矮星来说,它是有个质量上限的,这个上限是1.44个太阳质量(钱德拉赛卡极限)。


  当白矮星的质量超过1.44个太阳质量时,就会发生爆炸,这就是Ⅰa型超新星爆炸。这种爆炸非常剧烈,会释放出巨大的能量,同时,爆炸过程中会产生许多重元素。另外,Ⅰa型超新星爆炸后完全粉碎,中间并不会再留下什么东西了。


  因为Ⅰa型超新星爆炸时的质量是一定的,即1.44个太阳质量,所以,对所有的Ⅰa型超新星来说,它释放的能量应该是相同的,这样它的亮度也就是相同的。事实确实如此,所有Ⅰa型超新星的绝对星等为-19.3M,这完全可以作为我们的标准烛光了(标准烛光是测量天体距离时用到的一个概念,如果某类足够亮天体拥有相同的绝对星等,这类天体就可以作为标准烛光),因此,Ⅰa型超新星在宇宙测距方面有着重要的意义。


  Ⅱ型超新星


  大质量恒星演化后期,会形成一个铁核,铁元素是无法再进行核反应的(铁元素的结合能最高,感兴趣的可以自己查一下相关知识)。这样,恒星的核区温度就会降低,向外的辐射压就会减小,当压力不足以抵抗引力时,铁核就会发生坍缩。


  坍缩过程中,引力能被释放出来并且加热整颗恒星,引发恒星爆炸,爆炸后外壳被驱散,形成超新星遗迹,中心会留下一颗中子星或者黑洞。

  

超新星爆炸画面

 

  超新星爆炸画面

  超新星遗迹


  无论是Ⅰ型超新星还是Ⅱ型超新星,他们爆炸后都会把大量的物质抛射出去,形成超新星遗迹。这些超新星遗迹中含有大量的重元素,他们弥漫在星际空间中,经过漫长是时间,它们有可能再次参与形成下一代恒星,或者恒星系统中行星等天体。其实,我们地球上的各种元素几乎全部来自于超新星爆炸,可以这么说,没有超新星爆炸,就没有我们地球以及地球上所有的生命。

  

我们熟悉的蟹状星云其实是一个超新星遗迹

 

  我们熟悉的蟹状星云其实是一个超新星遗迹

欢迎关注地理520学习网微博和微信公众号,地理问题交流群 QQ群:184217182


weiboerweima weiboerweima
转载时必须以链接形式注明作者和原始出处:http://www.dili520.com/