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超新星——宇宙大爆炸后最猛烈的爆炸,也是新生命的开始

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发表于 2013-6-12 15:26:46 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国江苏镇江
本帖最后由 中微子 于 2013-6-16 11:22 编辑

超新星——宇宙大爆炸后最猛烈的爆炸,也是新生命的开始
超新星1.jpg
超新星2.jpg
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超新星5.jpg
超新星6.jpg
超新星 1987A 的冲击波.jpg
超新星W49B.jpg
超新星残余.jpg
超新星并不是新出生的星,恰恰是垂死的恒星的辉煌“葬礼”。超新星是恒星世界中最猛烈的爆发,它常常会使恒星在顷刻之间陡然增亮1亿多倍,约变亮20个星等。超新星是人类看到的最炙热的星星消亡现象。即使在距离地球几十光年远的地方,也足以烤焦我们的地球。超新星堪称宇宙杀手,但它们同时也创造了构成行星的基本元素。
一次超新星爆发的威力抵得上1万-1千万颗新星的总和,或者说可相当于整个银河系内约2000亿颗恒星在一年内所发出的总能量。
新星可以多次爆发,超新星却不同,因为它是10M⊙以上大质量恒星临死之前的“回光返照”。一旦爆发后,原先的那颗大质量恒星将不复存在,或者彻底解体,全部化作气体像星云那样在宇宙中弥散开来,或者抛掉大部分物质,只剩下一个小小的核心部分----而它亦同时演变为致密星,或白矮星,或中子星,或黑洞。
Ia型超新星具有200亿亿亿亿吨重的热核炸弹。它是宇宙中最易爆炸的物质之一。当白矮星开始将碳和氧聚变成铁时,它便走上了不归路。突然间,白矮星爆炸了,产生了大量的铁。Ia星爆炸时,将铁喷射到数万亿公里外的太空。
宇宙中的铁大多源于超新星,但那些比铁重的元素,如金和银又来自哪里呢?答案还是恒星,而且是更大的单星。巨型单星在消亡之前就创造了大量的元素,氢——氦——碳——氧,在其内核深处形成一层层的新元素,它们是形成宇宙的材料。它们都被困在巨星内核,不过它们最终都得以挣脱出来。但是如果有的巨星没有爆炸,那些元素会被永远封存。爆炸的导火线正是铁,一旦形成铁质内核,它就会在一毫秒(千分之一秒)内塌缩。
一颗比太阳大1.5倍的恒星爆炸后,内核萎缩成15英里的球,密度是水的一千万亿倍(10亿吨/cm3)。爆炸产生了比铁重的各种元素。
超新星爆炸留下遗骸,遗骸的种类取决于恒星的大小。比太阳大8倍的恒星在超新星爆炸后会留下中子星。质量极大的恒星被压缩成体积极小的中子星。可想而知密度大得惊人。
中子星旋转可达每秒钟1000转,放射出巨大的脉冲能量来(脉冲星)。
比太阳大30倍的恒星爆炸时,会产生一种叫做磁星的中子星。磁星比脉冲星更为神秘,它能产生强大的磁场,在最极端情况下,磁场强度能达到10~15亿特斯拉,是地球磁场的100万亿倍。这种磁性非常强大,能在数千公里远的地方将我们的血液中的铁吸走。
磁星不是超新星留下的最危险的物体,当极超巨星的内核塌缩时,不仅会压缩原子,同时也会压缩其自身的空间和时间。这时,超新星就会创造出黑洞。
当比太阳大100倍的恒星爆炸时,就会形成更为巨大的超新星。科学家称之为超超新星。这种超强爆炸释放出高能辐射,叫做伽马射线暴。它们来自超超新星的爆炸。超超新星爆炸形成黑洞,它开始旋转,形成吸积盘,每秒吸积100万个地球的物质,超过了它的食量,使它难以立即消化。它又以接近光速的速度将吸进去的大多数物质释放出来。由此形成了两束穿越黑洞的纯能量波,这就是伽马射线暴
伽马射线暴可以照亮整个宇宙。超新星爆炸相当于太阳100亿年亮度之和。而伽马射线暴比超新星还要亮一亿倍。伽马射线暴破坏力极强,如果击中地球,将在几秒内毁掉大部分大气层。如果靠得太近,将引起大规模的生物灭绝。超新星爆炸99%的能量在中微子中。
宇宙膨胀在加速。暗能量的作用。
巨星越来越少。
新星或者超新星的爆发是天体演化的重要环节。它是老年恒星辉煌的葬礼,同时又是新生恒星的推动者。超新星的爆发可能会引发附近星云中无数颗恒星的诞生。另一方面,新星和超新星爆发的灰烬,也是形成别的天体的重要材料。比如说,今天我们地球上的许多物质、元素就来自哪些早已消失的恒星。
新星和超新星有很多共同之处,又有本质的区别,见表:
新星与超新星本质区别表
新星
超新星
增亮(星等)
7~16(平均11)
17~20(平均19)
抛出质量(M⊙)
10-5~10-3
几至几十
抛出速度(千米/秒)
500~2000
7000~12000
最亮光度(L⊙)
7万
6亿
最亮绝对星等
-7.3
-17
释放能量(焦)
1026~1038
1040~1045
后果
恒星大体复原
恒星毁灭
一般的看法是银河系300年中有一次超新星爆发。
1987A爆发温度达500亿度,推测其中心温度可达2000亿度。核的密度最大可达3000万吨/立方厘米
质量越大的恒星,寿命反而越短,质量是太阳几十倍的恒星寿命还不到百万年,而质量为0.2 M⊙的恒星,它可与宇宙同生死----2000亿年。
2006年9月,位于2.4亿光年之外的英仙座NGC1260星系中一颗代号为SN2006gy的超新星爆发,亮度也达到太阳亮度的500亿倍。它的质量是太阳质量的100倍以上。
超新星的种类
Ⅱ型超新星爆发既产生弥漫性超新星遗迹(星云),又同时形成脉冲星(中子星)。
Ⅰ型超新星爆发则只留下弥漫的超新星遗迹,而不形成脉冲星。
只有一部分超新星爆发形成脉冲星,显然,超新星遗迹应比脉中星要多,但事实正好相反,超新星遗迹约有170多个,脉冲星发现有500多个,为什么超新星遗迹反而比脉星少呢?
观点一:脉冲星的寿命较长,一般可达几百万年,而超新星遗迹的寿命只有几万年,它不断膨胀,冷却,几万年后就慢慢消散成为星际物质了。
观点二:在超新星爆发时,同时产生超新星遗迹和脉冲星,但脉冲星以相当快的速度运动,经过一段时间后,就飞离开超新星遗迹,所以在超新星遗迹中就找不到脉冲星了。
观点三:由于光学天文学家漏看了许多超新星。
观点四:认为超新星爆发并不是脉冲星的唯一形成原因,在某些双星中,由于其中的一颗子星白矮胖星不断极积其伴星的物质而增加质量,也会演变为中子星,即脉冲星。这样一来,脉冲星的数目自然会比超新星遗迹多了。
                                                                    中微子
 楼主| 发表于 2013-6-21 16:27:15 | 显示全部楼层 来自 中国江苏镇江
新星与超新星本质区别表
新星
超新星
增亮(星等)
7~16(平均11)
17~20(平均19)
抛出质量(M⊙)
10的负5次方~10的负3次方
几至几十
抛出速度(千米/秒)
500~2000
7000~12000
最亮光度(L⊙)
7万
6亿
最亮绝对星等
-7.3
-17
释放能量(焦)
10的26次方~10的38次方
10的40次方~10的45次方
后果
恒星大体复原
恒星毁灭
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