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    揭秘!成为超新星之前,恒星会经历什么?

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    • 揭秘!成为超新星之前,恒星会经历什么?

      上图所示是哈勃空间望远镜拍摄到的船底座伊塔星(或称船底座海山二星),是一颗质量非常大的恒星(相当于太阳的100倍),它看起来生命已经非常接近尾声,大约在未来10万年左右将成为一颗超新星。自19世纪以来,已经有几次有记录的小规模爆发,它会喷发出巨大的气体云。上图显示的是一个倾斜的沙漏形状的气泡。

      揭秘!成为超新星之前,恒星会经历什么?

      超新星是恒星演化的终极阶段,其质量大约是太阳的6倍。参宿四就是这样的一颗恒星,它可能离生命的终结只有几百万年的时间猎户座和昴宿星团中的许多恒星也比这更大。这就是我们所推测的离爆炸点不远的恒星内部的情况。

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      图解: 蟹状星云是与1054超新星相关联的一个脉冲星风星云

      一旦大量的铁灰堆积在核心,核心就开始坍塌并升温,这时的温度刚刚超过10亿度。在这样的温度下,产生了巨大量的中微子,以至于它们将能量从恒星内部传送到太空。有一段时间,恒星发出的大部分能量都是以中微子的形式而不是的形式,一些天文学家将这称之为”中微子星”阶段。

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      与此同时,核心的伽马射线光子携带了巨大的能量,以至于每当它们撞击铁核时,核心就会碎裂成13个氦核,伽马射线光子就会从核心消失。这意味着当伽玛射线被铁原子核吸收时,核心会因为轻压力而失去压力支撑。

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      图解:α粒子相当于氦的原子核可被纸所阻挡,β粒子相当于电子可被铝箔所阻挡,γ射线则具有高穿透性。

      同时,无法逾越的能量障碍会阻止铁原子核碰撞成为较重的原子核。最终的结果是核心继续坍塌,产生更多的中微子,并且释放更多的内部压力。这个过程自行运行,直到核心的密度在几个小时内变得大到中微子再也无法逃脱。几乎在一瞬间,中微子将大部分能量释放到坍缩核的外层,引发了爆炸。

      冲击波从外核传播出来,穿过恒星延伸的大气层(此时它是一颗红色的超巨星),当冲击波穿过时,我们看到的巨大的光脉冲是超新星爆炸的信号。因为每个反应都有一个大小相等、方向相反的反应,膨胀的冲击波也会产生一个向内传播的冲击波,这个冲击波会将恒星的核心内爆中子星的灰烬或者黑洞。细节取决于超新星爆炸时核心的质量。

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      上图所示的邻近超新星的最近例子出现在1987年的大麦哲伦星系(天文学家称之为SN1987A)。1987年3月它被发现的时候,几乎上了所有的报纸,它可以用肉眼看到。到2016年,它不断膨胀的星云显示出一些天文学家从未见过的非凡细节!

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      相关知识延伸阅读

      超新星是指某些类型的恒星死亡时发生的事件。超新星比新星能量更大。在拉丁语中,新星的意思是”新”,在天文学上指的是一颗暂时的新亮星。加上前缀“超级”,将超新星与普通新星区分开来,普通新星的光度要低得多。

      揭秘!成为超新星之前,恒星会经历什么?

      图解:X射线、红外线和可见光影像合成的多波段开普勒超新星遗迹,SN 1604。

      超新星这个词是由walterbaade和fritzzwicky在1931年创造的。在过去的一千年中,人们只观测到三次发生在银河系内,肉眼可见的超新星事件,尽管在其他星系中也观测到了许多。银河系中最近直接观测到的超新星是1604年开普勒的超新星,同时还发现了两个更近期的超新星遗迹。对其他星系中超新星的统计观测表明,在银河系中,超新星平均每个世纪发生三次,几乎可以用现代天文望远镜观测到任何星系中的超新星。

      参考资料

      1.Wikipedia百科

      2.天文学名词

      3. astronomycafe–诸葛痒痒

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