01.23 當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

超新星的爆炸,是宇宙中最激烈的爆炸, 是什麼賦予它們如此巨大的能量?

當天文家試圖在計算機模擬超新星爆炸時,遇到了難題,他們無法從瀕死恆星中,獲取足夠的能量來創造超新星,計算機模型無法模擬恆星爆炸,天文家們知道要使一顆恆星爆炸需要巨大的能量,可是天文學家無法找到這種能量。

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

圖解:超新星爆炸

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

如何證明超新星產生了“中微子”

由此可見,輻射是所有釋放出的能量中,極其微小的部分,即使氣體膨脹產生動能,也僅點總能量的1%,爆炸產生的其它99%的能量去了哪裡?

要使模擬實驗與真實情況相匹配的唯一方法就是加入一種神秘微粒--“中微子”。沒有“中微子”試驗數據就無法與現實吻合,那麼天文學家如何證明超新星確實產生了“中微子”,來看看以下案例。

案例:

168000年前,一顆名為“大麥哲倫星雲”的超新星在銀河系附近的星系中爆炸,當科學家們看到來自爆炸的光線時,他們將它命名為超新星“1987A”。

超新星“1987A”對於超新星研究十分重要,因為這是自望遠鏡發明以來發現的第一顆超新星,天文學家得以利用現有的一切技術研究它從爆炸至今的全過程。

在這些工具中,有一種是深埋在地下的“巨型中微子探測器”,這種設備讓天文學家探測到了一股輻射穿過了“中微子探測器”,因此,發現來自超新星“1987A”的中微子,就證明了天文學家的猜測是正確的,因為一直都只是猜測其它99%的爆炸能量存在於中微子中,但是沒有人真正發現過它們,現在有了證據可以證實中微子攜帶了超新星的能量。

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

圖解:美國宇航局發佈大麥哲倫星雲中大質量星體爆炸後遺留殘骸

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

當恆星內核坍縮成為中子星時產生了“中微子”

當超新星的內核在爆炸之前壓縮時,裡面的原子發生了分裂,內核溫度升高,將原子碎片聚變成燃燒的中微子,當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子,大約十秒鐘的時間,內核以中微子發光閃耀時,這比宇宙其它地方產生出的所有能量都多得多。

十秒鐘內的那一刻核極其耀眼,引力已無法將這些中微子控制在內核中,它們噴發而出並迸發出耀眼的光芒,將瀕死的恆星撕得粉碎。

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

圖解:恆星碳縮過程示意圖

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

中微子的發現改變了人們對超新星的認識,然而超新星即將揭示出宇宙中最神秘的力量,這種力量將改變宇宙的命運

超新星爆炸是如此耀眼,以至於我們能夠透過整個宇宙看到它們,天文學家由此揭開了宇宙中最神秘的謎團之一。

宇宙大約在138年前的一次大爆炸中誕生,它由一個比原子還小的極微小能量點膨脹而來,形成了橫跨億萬光年的宇宙,而且它仍在不斷膨脹。

科學家曾經認為宇宙的膨脹速度正在減慢,但是它們沒有辦法證明這一點,直至他們發現了“Ⅰa型”超新星,當白矮星的質量達到太陽的1.4倍時就會爆炸,這些爆炸通常會釋放出等量的光,這些光是測量太空距離的完美標尺。

關於“Ⅰa型”超新星天文學家已知它們的實際亮度以及它們的觀測亮度,就能測出它們和地球的距離,距離地球越遠的,在望遠鏡中看上去就越暗,還可以測量出宇宙另一端的距離以及數十億光年之外星系的距離。

天文學家原本以為他們找到了證據,來證明宇宙膨脹的速度正在減緩,但事實卻出人意料。1998年,天文學家做出了一件出人意料的事情,在引力的作用下,宇宙的膨脹速度正在減緩,而且宇宙萬物的質量也會令其膨脹速度放緩,然而膨脹實際上在加速,它在加速膨脹。

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

圖解:宇宙膨脹就像一個氣球在慢慢變大,氣球上的斑點代表星系團,而現實中每個星系都在遠離彼此

結語

天文學家依然不明白為什麼宇宙會膨脹得越來越快,他們認為有一種未知的能量在起作用,他們將其稱為“暗能量”,但是很難證明這種能量的存在,因為它看不見,摸不著,也探測不到,目前在所有物理問題中,是最值得觀測研究的。

當恆星內核坍縮成為中子星時,超新星產生了大量的中微子

圖解:暗能量和暗物質佔據整個宇宙的95.1%

從暗能量到黑洞、超新星為我們解答了宇宙中一些最深奧的謎題,爆炸的恆星創造出構建宇宙的基本元素,向我們揭示出宇宙形成的奧秘,很難想象構成我們身體的原子,就源自於數十億年前的超新星爆炸。


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