逍遥学能 2017-09-14 17:01
超新星：英文名为supernova，也称：nova。
理论而言，质量介于太阳的8~25倍之间的恒星会在一场超新星爆炸中结束自己的生命。当这颗恒星耗尽所有可用的燃料，它就会突然失去一直支撑自身重量的压力，它的核心坍缩成为一颗中子星或者黑洞??一颗毫无生气的超致密残骸，外侧的气体包层则会以5%的光速抛射出去。
当恒星爆发时的绝对光度超过太阳光度的100亿倍、中心温度可达１００亿摄氏度，新星爆发时光度的10万倍时，就被天文学家称为超新星爆发了。
一颗超新星在爆发时输出的能量可高达(10)^43焦，这几乎相当于我们的太阳在它长达100亿年的主序星阶段输出能量的总和。超新星爆发时，抛射物质的速度可达10000千米/秒，光度最大时超新星的直径可大到相当于太阳系的直径。1970年观测到的一颗超新星，在爆发后的30天中直径以5000千米/秒的速度膨胀，最大时达到3倍太阳系直径。在这之后直径又开始收缩。(数字不准)
超新星的由来
恒星中心开始冷却，它没有足够的热量平衡中心引力，结构上的失衡就使整个星体向中心坍缩，造成外部冷却而红色的层面变热，如果恒星足够大，这些层面就会发生剧烈的爆炸，产生超新星。大质量恒星爆炸时光度可突增到太阳光度的上百亿倍，相当于整个银河系的总光度。 恒星爆发的结果：（1）恒星解体为一团向四周膨胀扩散的气体和尘埃的混合物，最后弥散为星际物质，结束恒星的演化史。（2）外层解体为向外膨胀的星云，中心遗留下部分物质坍缩为一颗高密度天体，从而进入恒星演化的晚期和终了阶段。 中国古代天文学家观测到的1054年爆发的超新星（这颗超新星又被国际上命名为中国超新星）。在一个星系中,超新星是罕见的天象,但在星系世界内,每年却都能观测到几十颗。1987年2月23日，一位加拿大天文学家在大麦哲伦星云中发现了一颗超新星，这是自1604年以来第一颗用肉眼能看到的超新星，这颗超新星被命名为“1987A”。
超新星的分类
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A ● 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
I型超新星
Ia超新星 缺乏氢和氦，光谱的峰值中以游离硅的615.0纳米波长的光最为明显。 Ib超新星 未游离的氦原子（He I）的587.6纳米，和没有强烈的硅615纳米吸收谱线。 Ic超新星 没有或微弱的氦线，和没有强烈的硅615纳米吸收谱线。
II型超新星
II-P超新星 在光度曲线上有一个"高原区"。
II-L超新星 光度曲线（星等对时间的改变，或光度对时间呈指数变化）呈"线性"的衰减。
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超新星有氦的吸收线，而Ic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的生命（如II型），但它们可能在之前（巨星阶段）已经失去了氢（Ic则连氦也失去了），所以它们的光谱中没有氢的吸收线。Ib超新星可能是沃尔夫－拉叶型恒星塌缩的结果。
如果一颗恒星的质量很大，它本身的引力就可以把硅融合成铁。因为铁原子的比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，相反的能量反而会被消耗。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，释放出大量携带着能量的中微子。中微子将爆发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后抵达恒星的表面时，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恒星的核心直接塌缩成黑洞并产生了两股能量极大、近光速的喷流，发出强烈的伽?射线。这有可能是导致伽玛射线暴的原因。
I型超新星一般都比II型超新星亮。
在一个大质量、演变的恒星（a）元素成洋葱的壳层状进行融合，形成铁芯（b） 并且达到钱德拉塞卡质量和开始塌缩。核心的内部被压缩形成中子（c），造成崩落的物质反弹（d）和形成向外传播的冲击波（红色）。冲积波开始失去作用（e），但是中微子的加入使交互作用恢复活力。周围的物质被驱散（f），留下的只有被简并的残骸。