超新星,恒星的巨大爆炸,结束了恒星的演化,它对生命至关重要
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超新星介绍
1、超新星是什么?
超新星是一颗大质量恒星在其生命结束时发生的灾难性爆炸的名字。它能在几秒钟内释放出比我们的太阳在数十亿年的生命周期中辐射出的能量还要多的能量。我们头顶的天空布满了美丽的古代超新星遗迹,也就是那些在这些剧烈爆炸中死去的恒星。在像我们银河系这样的星系里,大约有2000亿颗恒星,每50年就会有一颗超新星出现。然而,仅凭眼睛就能看到超新星是极其罕见的。你可能在你有生之年见证一次。
我们看到的是超新星遗迹,在恒星曾经存在的太空中膨胀云。有很多实例在银河系内外。从北半球可见的最著名的超新星遗迹叫做蟹状星云。它位于星座的方向金牛座。中国在公元前1054年见证了这颗超新星。后来,螃蟹星云以承载第一个已知的星云而闻名脉冲星,1967年被乔斯琳·贝尔·伯内尔,当时她还是英国剑桥大学的研究生。螃蟹脉冲星,众所周知,是一个中子星创造了蟹状星云的超新星遗迹。就像宇宙灯塔一样,脉冲星在旋转时发出无线电波光束。来自螃蟹脉冲星的光束正好瞄准我们的方向。
2、科学家已经确认了几种类型的超新星
超新星是恒星的巨大爆炸。科学家已经确认了几种类型的超新星。一种被称为“核心塌陷”的超新星,发生在大质量恒星生命的最后阶段,这些恒星至少比我们的太阳大八倍。当这些恒星在它们的核心燃烧燃料时,它们会产生热量。这种热量产生的压力,向外推向外的引力,向内拉在恒星上。在恒星生命的大部分时间里,内向的重力和向外的压力是平衡的,恒星是稳定的。但是当一颗恒星燃烧它的燃料并开始冷却时,外部的压力就会下降。当一颗大质量恒星的压力下降到足够低时,引力就会突然取代,恒星在几秒钟内就会崩溃。这次塌陷产生了我们称之为超新星的爆炸。
3、超新星是如此强大,以至于产生了新的原子核
超新星是如此强大,以至于产生了新的原子核。当一颗大质量恒星崩塌时,它会产生一种冲击波,从而引发融合反应在星的外壳里。这些核聚变反应创造了新的原子核在一个叫做核合成。超新星被认为是宇宙中比铁更重的元素的原始来源之一。甚至你血液中的铁也可以追溯到超新星或类似的宇宙爆炸,早在我们的太阳形成之前很久。因此,超新星对生命至关重要。
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超新星与宇宙
1、超新星为空间尘埃和气体云增加了丰富的元素
超新星为空间尘埃和气体云增加了丰富的元素,进一步增加了星际的多样性,并产生了压缩气体云的冲击波,以帮助新恒星的形成。但只有少数几颗恒星成为超新星。许多明星在晚年冷却,结束他们的生命。白矮星后来,黑矮星。但是大质量的恒星比我们自己的太阳大很多倍,当它们的核心聚变过程耗尽燃料时,可能会产生超新星。恒星聚变提供了一个恒定的向外压力,它与恒星自身的质量驱动,向内引力的平衡存在。当核聚变变慢时,出站压力下降,恒星的核心在重力作用下开始凝结,并且变得越来越密集和热。
从外表看,这样的恒星开始生长,膨胀成所谓的红色超级巨星。但在它们的核心,收缩仍在继续,使得一颗超新星迫在眉睫。当一颗恒星的核心收缩到一个临界点时,一系列的核反应就会被释放出来。这种核聚变在一段时间内避免了核心塌陷,但直到核心大部分由铁组成,铁才能维持恒星的融合。在微秒内,核可能达到数十亿摄氏度的温度。铁原子被如此紧密地挤压在一起,其原子核的排斥力产生了挤压核心的反冲,这种反弹导致恒星以超新星的形式爆炸,并产生一个巨大的、过热的激波。
2、白矮星与黑洞
超新星也发生在双星系统中。小恒星是我们太阳质量的八倍,通常演化成白矮星。一颗浓缩成这个大小的恒星,大约是地球的恒星,非常密集,因此如果足够近,它就有足够强的引力从系统的第二颗恒星收集物质。如果一个白矮星有足够的质量,它就达到了一个叫做钱德拉塞卡极限的水平。此时,其中心的压力将变得如此巨大,以致于失控的核聚变发生,恒星在热核超新星中爆炸。
超新星可以照亮天空数周,物质和能量的巨大转移留下了一颗截然不同的恒星。通常只有一个很小的中子核,一个旋转的中子。中子星留给证据的是超新星。中子星在稳定的流中发出无线电波,或者像脉冲星一样,以间歇性的爆发发出无线电波。如果一颗恒星的质量如此之大(至少是我们太阳的十倍),那么它就会留下一个巨大的核心,一种新的现象就会出现。因为这样一个烧焦的核心没有能量源来融合,因此不会产生任何外部压力,它可能会被自身的引力吞没,变成一个能量和物质的黑洞。