[轉貼] 超新星

godzilla

超新星是某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸。爆發中會釋放出大量等離子體，並且持續數周至數年時間，天空中好像突然出現了一顆新的恆星。超新星不同於新星，雖然新星爆發都會令一顆星的光度突然增加，但是程度比較小。超新星爆炸會把恆星的外層拋開，令周圍的空間充滿了氫、氦及其他元素，這些塵埃和氣體最終會組成星際雲。爆炸所產生的衝擊波也會壓縮附近的星際雲，引致恆星的產生。

爆炸的衝擊波會衝擊四周，留下一個超新星殘骸。蟹狀星雲就是一個著名的例子。

超新星的分類與產生過程

天文學家把超新星按它們光譜上的不同元素的吸收線來分成數個類型：

I型：沒有氫吸收線
Ia型：沒有氫、氦吸收線，有硅吸收線
Ib型：沒有氫吸收線，有氦吸收線
Ic型：沒有氫、氦、硅吸收線
II型：有氫吸收線

如果一顆超新星的光譜不包含氫的吸收線，那它就會被歸入I型，不然就是II型。一個類型可根據其他元素的吸收線再細分。天文家認為這些觀測差別代表這些超新星不同的來源。他們對II型的來源理論滿肯定，但是雖然天文有一些意見解釋I型超新星發生的方法，這些意見比較不肯定。

Ia型的超新星沒有氦，但有硅。它們都是源於到達或接近錢德拉塞卡極限的白矮星的爆發。一個可能性是那白矮星是處於一個密近雙星系統中，它不斷地從它的巨型伴星吸收物質，直至它的質量到達錢德拉塞卡極限。那時候電子簡併壓力再不足以抵銷星體本身的引力，結果是白矮星會塌縮成中子星或黑洞，塌縮的過程可以把剩下的碳原子和氧原子融合。而最後核融合反應所產生衝擊波就把那星體炸成粉碎。這與新星產生的機制很相似，只是該白矮星未達錢德拉塞卡極限，不會塌縮，能量是來自積聚在其表面上的氫或氦的融合反應。

亮度的突然增加是由爆發中釋放的能量所提供的，爆發以後亮度不會即時消失，而是會在一段長時間中慢慢地下降，那是因為放射性鈷衰變成鐵而放出能量。

Ib超新星有氦的吸收線，而Ic超新星則沒有氦和矽的吸收線，天文學家對它們產生的機制還是不太清楚。一般相信這些星都是正在結束它們的生命（如II型），但它們可能在之前（巨星階段）已經失去了氫（Ic則連氦也失去了），所以它們的光譜中沒有氫的吸收線。Ib超新星可能是沃爾夫－拉葉型恆星塌縮的結果。

如果一顙恆星的質量很大，它本身的引力就可以把矽融合成鐵。因為鐵原子的結合能已經是所有元素中最高的，把鐵融合是不會釋放能量，相反的能量反而會被消耗。當鐵核心的質量到達錢德拉塞卡極限，它就會即時衰變成中子並塌縮，釋放出大量攜帶著能量的微中子。微中子將爆發的一部份能量傳到恆星的外層。當鐵核心塌縮時候所產生的衝擊波在數個小時後抵達恆星的表面時，亮度就會增加，這就是II型超新星爆發。而視乎核心的質量，它會成為中子星或黑洞。

II型超新星也有一些小變型如II-P型和II-L型，但這些只是描述了光度曲線圖的不同（II-P的曲線圖有暫時性的平坦地區，II-L則無），爆發的基本原理沒有太大差別。

還有一類被稱為「超超新星」的理論爆發現象。超超新星指一些質量極大恆星的核心直接塌縮成黑洞並產生了兩股能量極大、近光速的噴流，發出強烈的伽傌射線。這有可能是導致伽瑪射線暴的原因。


超新星的命名

當國際天文聯合會收到發現超新星的報告後，他們都會為它命名。名字是由發現的年份和一至兩個拉丁字母所組成。一年裡第一顆被發現的超新星就是A，第二就是B，如此類推，第二十六以後的則是aa、ab、ac等等。如超新星1987A就是在1987年發現的第一顆超新星。


著名的超新星

185年12月07日，東漢中平二年乙丑，中國天文學家觀測到超新星185，這是人類歷史上發現的第一顆超新星。該超新星在夜空中照耀了八個月。《後漢書·天文志》載：「中平二年（185年）十月癸亥，客星出南門中，大如半筵，五色喜怒，稍小，至後年六月消。」

1006年——SN 1006，位於豺狼座，可能是有史以來人們記錄到的最明亮的超新星，據推斷其亮度達到了-9等。

1054年——產生蟹狀星雲的那一次超新星爆發，這次「客星」的出現被中國宋朝的天文學家詳細記錄，日本、美洲土著也有觀測的記錄。

1572年——仙后座的超新星（第谷超新星），丹麥天文學家第谷有觀測的記錄，並因此出版了《De Nova Stella》一書，是新星的拉丁名nova的來源。

1604年——蛇夫座的超新星（開普勒超新星），德國天文學家開普勒有觀測的記錄，這是銀河系裡最後一顆被發現的超新星。它曾被伽利略用作反駁當時亞里士多德學派所謂上天永遠不變的理論。

1987年——超新星1987A在開始的數小時內就被發現，這是現代超新星理論第一次可以與實際觀測比較的機會。


超新星在恆星演化過程中的角色

超新星爆發會令它周圍的星際物質充滿了金屬（對於天文學家來說，金屬就是比氦重的所有元素）。所以每一代的恆星（及行星系）的組成成分都有所不同，由純氫、氦組成到充滿金屬的組成。不同元素的所有的分量對於一顆恆星的生命，以至圍繞它的行星的存在性都有很大的影響。

Siu影

原帖由 godzilla 於 2008-4-26 16:20 發表
超新星是某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸。爆發中會釋放出大量等離子體，並且持續數周至數年時間，天空中好像突然出現了一顆新的恆星。超新星不同於新星，雖然新星爆發都會令一顆星的光度突然增加，但是程度比較 ...

超新星爆完會消失,質量大的爆完會縮小變成黑洞