超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

前文提到過太陽在其一生的終點會從一顆白矮星變成鑽石星球,其實恆星的宿命有好幾種。其中最常見的就是從紅巨星演變成白矮星。但是極少數的超大質量恆星會從超紅巨星演變成中子星或者黑洞!而變成中子星和黑洞則需要經歷超新星爆發時期。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

首先什麼是超新星爆發?

科學家們測算過當一顆恆星在演化末期時,變成一顆白矮星,但會根據其質量分界,有些白矮星超過一定質量就會經過超新星爆發,最終稱為一顆中子星或黑洞。

這個質量的界限就是錢德拉塞卡極限,也就是白矮星能達到的最高質量,太陽質量的1.44倍。這個結果是印度物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡計算得出的。

也就是說當恆星在從紅巨星演化成白矮星的過程中,有2種情況發生。

一、中低質量的恆星演化成白矮星時的質量小於錢德拉塞卡極限(1.44倍太陽質量)時,那麼這個演化過程會較為溫和,恆星的核心坍縮,中心溫度升高,從而使氫聚變成碳,最終當氫基本都聚變成碳後,恆星外層將被剝離,形成星雲,剩下的核心就是白矮星。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

二、超大質量恆星,一般都在8倍太陽質量以上。當這些超大質量恆星演化到末期,在形成白矮星時,超過了1.44倍太陽質量的錢德拉塞卡極限,由於恆星核心質量太大,會引起比形成白矮星更加猛烈的坍縮,溫度會升的更加的高,核聚變產物已經從硅聚變到鐵了。

當鐵積攢到一定程度時,同時引力坍縮也達到末期,其產生的引力勢能會加熱並驅散恆星的外層物質,引發起大規模的爆炸。

這也就是本文所講的超新星爆發。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

超新星爆發,重點就是在爆發上,那麼超新星爆發到底能爆到什麼程度?

超新星爆發有幾大特點。

第一是在超新星爆發期較短,正常可以持續幾周至幾個月。

第二是在超新星爆發期間,會將外層的幾乎所有物質以高達十分之一光速的速度向外爆射出去,同時會向外輻射出超巨大的電磁能量。普通的一顆超新星在爆發期間輻射出的總能量相當於太陽一生的輻射總能量!

第三是超新星爆發時的亮度相當驚人。超新星在爆發期間所發出的電磁輻射能夠照亮其所在的整個星系。正常的一個大質量恆星發生超新星爆發時光度可激增到太陽光度的上百億倍,這個亮度相當於整個銀河系的總光度!

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

我們在夜晚看天上的星星,有的星星很亮,看的很清楚,而有的光很微弱,幾乎都看不到。這其實就是星星的亮度,天文學裡叫星等來區分。星等由一個數值來體現,數值越小越亮。我們這裡說的星等是目視星等。

太陽的目視星等是最高的,為-26.7星等。滿月的目視星等為-13星等。而在天空中除了太陽之外最亮的恆星是天狼星,目視星等為-1.45星等。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

目前發現的亮度最亮的超新星是在2016年被中國科學團隊發現的。

這顆超新星位於印第安星座,被命名為ASASSN-15lh,是目前發現的最強的超新星,沒有之一。

它的亮度相當於太陽的5700億倍!這可是相當驚人的數值,因為整個銀河系數千億顆恆星的總亮度只不過是這顆超新星亮度的1/20!

雖然這顆超新星的目視星等只有16.9,在夜空中肉眼無法看到。但這只是因為它離我們地球有38億光年之遠。夜空中最亮的恆星天狼星,離我們只有8.6光年,如果把這顆超新星放在天狼星的位置上,那麼從地球上看上去它的亮度和太陽沒什麼兩樣。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

超新星爆發的影響

超新星在爆發過程中會產生巨量的重元素,為宇宙星際的大量物質提供了豐富的基礎。絕大多數的初級宇宙射線都是超新星爆發產生的。

超新星爆發可能會形成可孕育出新恆星的星雲,引發附近星雲中無數顆恆星的誕生。

整個太陽系的前身太陽星雲,就是從80億年前的銀河系某處發生的一次超新星爆發後產生的星雲中經過數十億年演化而出的。

超新星爆發既是老年恆星輝煌的葬禮,又是新恆星誕生的推動者。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

超新星的發現史

超新星在天文望遠鏡沒有發明之前,都是靠肉眼去觀察的,而肉眼能看到的星等最多就6-7星等。所以雖然超新星在整個宇宙中經常發生,但是由於距離地球太遠,很多超新星爆發都是看不到的。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

歷史上記載可確認肉眼能觀測到的超新星只有6顆。

第一顆:公元185年12月7日,中國天文學家觀測到人類歷史上第一課超新星,據《後漢書·天文志》記載,這顆超新星是在東漢中平二年十月癸亥(公元185年12月7日)被發現的,這顆超新星照亮了整個星空長達八個月之久。

第二顆:公元1006年4月30日,中國宋朝司天監周克明發現並記錄下來,這顆超新星也因此稱作周伯星。這顆超新星位於豺狼座,是有史以來人類記錄到的視亮度最高的超新星,據推斷其亮度達到了-9等。這個亮度甚至媲美於月亮。

第三顆:公元1054年7月4日,這次超新星再次被宋朝天文學家觀察並記錄下來,它被國際上命名為中國超新星。這次的超星新爆發產生了蟹狀星雲。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?

第四顆:公元1572年11月初,多地都發現了這顆超新星,它是仙后座的第谷超新星爆發。這顆超新星距離地球7500光年,最亮的目視星等由-4等,可以與金星媲美。

第五顆:公元1604年10月9日,蛇夫座的開普勒超新星爆發,由德國天文學家開普勒詳細觀測並記錄下來,目視星等達-2.5星等。這也是迄今為止最後一顆在銀河系裡發現的超新星。

第六顆:公元1987年2月24日,位於大麥哲倫星雲的超新星爆發了,目視星等最高為3等。這也是最後一顆肉眼能觀測到的超新星爆發。

超新星爆發後的,留下來坍縮的恆星核心,最終會根據恆星的質量大小變成比白矮星密度還要大的中子星,以及密度最大的黑洞。

關於這方面的內容,呦呦下次再給大家講,大家要多多關注哦。

超新星爆發:銀河系千億顆恆星的總亮度,竟然趕不上它這一顆?


分享到:


相關文章: