【超新星】 (1/3)

超新星的概念

超新星：英文supernova，也称：nova。

当恒星爆发时的绝对光度超过太阳光度的100亿倍、中心温度可达１oo亿摄氏度，新星爆发时光度的10万倍时，就被天文学家称为超新星爆发了。一颗超新星在爆发时输出的能量可高达〖10〗^43焦，这几乎相当于我们的太阳在它长达100亿年的主序星阶段输出能量的总和。超新星爆发时，抛射物质的速度可达10000千米/秒，光度最大时超新星的直径可大到相当于太阳系的直径。1970年观测到的一颗超新星，在爆发后的30天中直径以5000千米/秒的速度膨胀，最大时达到3倍太阳系直径。在这之后直径又开始收缩。

根据现在的认识，超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴死”。对于大质量的恒星，如质量相当于太阳质量的8~20倍的恒星，由于质量的巨大，在它们演化的后期，星核和星壳彻底分离的时候，往往要伴随着一次超级规模的大爆炸。这种爆炸就是超新星爆发。现已证明，1572年和1604年的新星都属于超新星。在银河系和许多河外星系中都已经观测到了超新星，总数达到数百颗。可是在历史上，人们用肉眼直接观测到并记录下来的超新星，却只有6颗。

时间方位视亮度观测、记录者

185半人马座比金星亮中国

369仙后座比木星亮中国

1006豺狼座比金星亮中国、日本、朝鲜、阿拉伯

1054金牛座比金星亮中国、日本、阿拉伯、印度“中国超新星”蟹状星云

1572仙后座与金星相同布拉赫等

1604蛇夫座介于天狼星和木星之间中国人和开普勒、伽利略等

出现超新星爆发这样的宇宙级“暴力事件”概率有多大呢？虽然在每个星系中这一概率是很小的，但由于现在能观测到很多河外星系，所以在每年中都能观测到相当多的河外超新星事件。可是，从1604年以来，在我们银河系中还没有再次观测到超新星。这可能是因为宇宙尘埃的存在遮挡住了出现在银河系的某个角落中的超新星的光芒。

超新星的分类

天文学家把超新星分为两种类型。两种类型的超新星在爆发时的光变曲线形状很不相同。Ⅰ型光变曲线的峰值很“锐”，绝对峰值光度约为太阳光度的100亿倍，爆发后变暗时速度缓慢；Ⅱ型光变曲线的峰值稍“钝”一些，绝对峰值光度约为太阳光度的10亿倍，爆发后很快变暗。

两类超新星的光谱也很不相同。在光度最大时Ⅱ型超新星的光谱中只有氢的a线（6。563*〖10〗^-7米）比较明显，大约1个月后会出现比较多的发射线和微弱的吸收线。Ⅰ型超新星在光度对大时出现宽的发射线和很强的吸收线，此后将出现氢a线和电离钙线。Ⅱ型超新星比Ⅰ型超新星出现的概率要高些。

根据现在的超新星理论，Ⅰ型超新星来自质量相当于太阳质量的恒星，至于为什么太阳质量大小的恒星也会发生超新星级的爆发，这至今还是一个谜。一种解释是它来自双星系统。如果双星系统的一颗子星是质量大到接近上限的白矮星，当另一颗子星的物质冲向白矮星并坠落其上时，就可能发生规模极大的爆炸，这时白矮星会升级而变成中子星。这种过程可以产生超新星级的巨大能量。Ⅱ型超新星则来自质量比太阳质量大得多的恒星，比如来自质量相当于10~100倍太阳质量的恒星。爆发前它们已经演化到了红巨星阶段，爆发就发生在红巨星的星核中。由于质量的巨大，在红巨星膨胀到相当于太阳系这样大时，其星体的温度还很高；它的外层大气的密度也近乎均匀一致。这些条件使得爆发时的冲击波能够以恒定的速度从星核传输到表层，光度最大时表面温度可能达到10000开，抛射物质的速度达到5000千米/秒。这正是观测到的实际情形。

超新星产生的冲击波携带着星壳物质冲向更远处的星际介质，物质间的碰撞“点亮”了原有的和新形成的星际介质，使它们发出光芒。这就是我们在夜空中观测到的超新星遗迹。其中著名的一个是在天鹅座中的圈状星云。

观测极其意义

除了在可见光区观测到的超新星遗迹外，通过专门用来观测来自太空的x射线的人造卫星“爱因斯坦天文台”，人类发现了不少天上的x射线源，其中有30个以上是x射线超新星遗迹。1572年出现的隆庆彗星即第古新星，就留下了x射线遗迹。超新星冲击波使得星际介质温度高达几百万开并辐射出强烈的x射线。这是一颗典型的Ⅰ型超新星。

使用射电望远镜可以发现仅由最稀薄气体构成的超新星遗迹。比如，是射电天文学家最先发现了仙后座a这一超新星遗迹，后来在光学波段也发现了它的极暗弱的对应体。

超新星爆发和宇宙线的产生也有一定的关系。星际介质中的粒子运动速度一般都在每秒几十千米范围内，但是也有某些特殊情况——有的粒子运动速度可以接近光速，这就是宇宙线。宇宙线是由一些物质粒子如电子、质子等组成的，在本质上完全不同于电磁波。一般说来，由于地球大气对宇宙线的吸收作用，有探测宇宙线必须到大气层之外。如果搭乘气球上升到50千米的高空，就可以用底片拍摄宇宙线的踪迹。只有极少数能量极高的宇宙线可以到达地球表面。但是，当高能宇宙线与地球大气发生作用时，会引发一种闪光效应，同时产生二