第191章 一杯酒,十年燈(2/2)
中都已經觀測到了超新星,總數達到數百顆。可是在歷史上,人們用肉眼直接觀測到并記錄下來的超新星,卻只有6顆。
超新星爆發是某些恒星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸。這種爆炸度極其明亮,過程中所突發的電磁輻射經常能夠照亮其所在的整個星系,并可持續幾周至幾個月(一般最多是兩個月)才會逐漸衰減變為不可見。
在這段期間內一顆超新星所輻射的能量可以與太陽在其一生中輻射能量的總和相媲美。恒星通過爆炸會將其大部分甚至幾乎所有物質以可高至十分之一光速的速度向外拋散,并向周圍的星際物質輻射激波。
根據估算,在如銀河系大小的星系中超新星爆發的概率約為50年一次,它們在為星際物質提供豐富的重元素中起到了重要作用。同時,超新星爆發產生的激波也會壓縮附近的星際云,這是新的恒星誕生的重要啟動機制。
恒星從中心開始冷卻,它沒有足夠的熱量平衡中心引力,結構上的失衡就使整個星體向中心坍縮,造成外部冷卻而紅色的層面變熱,如果恒星足夠大,這些層面就會發生劇烈的爆炸,產生超新星。
大質量恒星爆炸時光度可突增到太陽光度的上百億倍,相當于整個銀河系的總光度。恒星爆發的結果:
(1)恒星解體為一團向四周膨脹擴散的氣體和塵埃的混合物,最后彌散為星際物質,結束恒星的演化史。
(2)外層解體為向外膨脹的星云,中心遺留下部分物質坍縮為一顆高密度天體,從而進入恒星演化的晚期和終了階段。中國古代天文學家觀測到的1054年爆發的超新星(這顆超新星又被國際上命名為中國超新星)。
在一個星系中,超新星是罕見的天象,但在星系世界內,每年卻都能觀測到幾十顆。1987年2月23日,一位加拿大天文學家在大麥哲倫星云中發現了一顆超新星,這是自1604年以來第一顆用肉眼能看到的超新星,這顆超新星被命為“1987A”。
由于在一個星系中超新星是很少見的事件,銀河系大約每隔50年發生一次,為了得到良好的研究超新星的樣本需要定期檢測許多星系。
在其他星系的超新星無法準確地預測。通常情況下,當它們被發現時,過程已經開始。對超新星最有科學意義的研究(如作為標準燭光來測量距離)需要觀察其峰值亮度。因此,在它們達到峰值之前發現他們非常重要。業余天文學家的數量大大超過了專業天文學家,他們通常通過光學望遠鏡觀察一些較近的星系,并和以前的圖片相比較,在尋找超新星方面發揮了重要的作用。
到20世紀末期,天文學家越來越多轉向用計算機控制的天文望遠鏡和CCD來尋找超新星。這種系統在業余天文學家中很流行,同時也有較大的設施,如卡茨曼自動成像望遠鏡(KAIT)。中微子是超新星爆炸時產生的大量的次原子粒子,并且它不被銀河系的星際氣體和塵埃所吸收。
超新星的搜尋分為兩大類:一些側重于相對較近發生的事件,另一些則尋找更早期的爆炸。由于宇宙的膨脹,一個已知發射光譜的遠程對象的距離可以通過測量其多普勒頻移(或紅移)來估計。平均而言,較遠的物體比較近的物體以更大速度減弱,因此具有更高的紅移。因此,搜尋分為高紅移和低紅移,其邊界約為z=0.1–0.3之間——其中z是頻譜頻移的無量綱量度。
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