星雲是如何形成的?又會持續多久?

“超新星的遺蹟能夠持續多久?”,我不確定這個問題是否直接與超新星有關,但是你能夠告訴我星雲能夠持續多久的時間嗎?我知道它們是在恆星變成超新星時形成的,但是它們會消散或褪色嗎?


星雲是如何形成的?又會持續多久?


天文學中有許多不同種類的星雲,但是它們彼此之間並沒有很多的聯繫。但是我本文會具體地回答關於你關於星雲的問題,星雲常常來自於超新星噴射出的物質,這些物質通常被稱為“超新星遺蹟”(SNR)。一個著名的超新星遺蹟的例子是“蟹狀星雲”.


星雲是如何形成的?又會持續多久?


蟹狀星雲(Crab Nebula, M1)是西元1054年(北宋至和元年),一顆恆星爆炸所留下的遺骸,它的內部到處都是神秘的細絲狀結構。 古中國的天文官詳盡地記錄了這個壯觀的超新星爆炸,而美國西南部的印地安人(Anasazi Indian)很可能也曾看過這顆超新星。

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天文學家會認為這些絲狀物很難理解,是因為它們的總質量比這次超新星爆炸所拋出的要少,而它們的膨脹速度,也比自由膨脹的速率要來得高。在上面這張由 極大型望遠鏡(Very Large Telescope)發佈的照片裡,色澤代表電子在蟹狀星雲各個區域的行為。紅色代表電子正在和質子複合,形成中性的氫原子。藍色代表在星雲的內部,電子正繞著磁場線打轉。 蟹狀星雲的中心,有顆正在高速旋轉的中子星或稱為波霎,它每秒鐘自轉30次。

“超新星遺蹟”通常會變得黯淡,最終消失不見。這一過程通常會發生在幾萬年到十幾萬年之間。“超新星遺蹟”會消失的原因十分簡單,因為在它們形成時所輸入產生的能量是有限的—-這種能量來源於超新星爆炸中心恆星噴出的物質。隨著這種氣體在橫行周圍區域移動以及與其他氣體碰撞,在這個過程中會釋放出一些能量加熱氣體。然後這些被加熱的氣體會釋放一部分能量用於形成光,最終所有可用的能量將被全部釋放,“超新星遺蹟”也將不再閃耀。


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另外有一個需要知道的是,隨著爆炸波的距離離“超新星遺蹟”中心越來越遠,它將掃過越來越多的周圍氣體。爆炸波的一些能量將用來加速一些被掃過的新物質,所以總得來說,爆炸波的速度將會下降。這意味著最終在遠離“超新星遺蹟”中心的地方,衝擊波將不會快速移動以及它將沒有足夠的能量去加熱遇到的氣體,並且“超新星遺蹟”將不會那麼明亮。


星雲是如何形成的?又會持續多久?


關於這次討論還有一個值得指出的複雜因素是“超新星遺蹟”中心的恆心核心爆炸殘留物可能會對整個“超新星遺蹟”的排放產生影響。例如超新星爆炸後留下的快速旋轉的磁化中子星(即脈衝星),脈衝星可以在超新星爆炸發生後很長時間內繼續為“超新星遺蹟”提供能量。天文學家認為這個過程目前正在蟹狀星雲中進行。

相關天文知識

超新星是指在某些類型的恆星死亡時發生的事件。

超新星比新星更有活力。在拉丁語中,nova的意思是“新的”,在天文學上指的是一個看起來像是一個臨時的新明星。添加前綴“super-”將超新星與普通新星區分開來,這些新星遠沒有那麼明亮。超新星這個詞是由Walter Baade和Fritz Zwicky於1931年創造的。


星雲是如何形成的?又會持續多久?


在過去的一千年裡,只有三次發生在銀河系的超新星事件被裸眼所觀測到,儘管在其他星系中已經發現過許多事件。最近在銀河系中直接觀測到的超新星是1604年的開普勒超新星,但也發現了兩顆最近的“超新星遺蹟”。對其他星系中超新星的統計觀測表明,它們在銀河系中平均每個世紀發生三次,並且任何銀河超新星幾乎都可以用現代天文望遠鏡觀測到。

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