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从超新星到超新星遗址,怎么经过残余物来确认超新星类型?
2019-09-06 22:32:14

恒星和咱们人类相同,也具有自己的生命周期,而在其演化进程中有一个阶段被称为超新星。当其间心逐步冷却,由于没有满足的热量以平衡中心引力,结构上的失衡会导致星体坍缩,假如这颗恒星的质量满足大,那么,当这种演化挨近晚期的时还会随同剧烈的爆破。超新星迸发是世界中最激烈的事情之一,由于爆破所引发的力气会发生一种惊人的辐射亮光,且类似于音爆的冲击波,突发的电磁辐射乃至能够照亮其地点的整个星系。在世界中,像超新星迸发这样的 “暴力事情”概率有多大,科学家们又怎么经过特定残的余物从超新星到超新星遗址,怎么经过残余物来确认超新星类型?来确认超新星的类型?

超新星怎么依据光学特性进行分类

在之前的分类中,咱们是经过碎片的成分来区别超新星爆破的类型,比方,在爆破所喷出的胀大碎片中,II型超新星会显现出氢气的显着依据,而Ia型的超新星爆破没有。后来,科学家们对这些类型进行了改美女胸善,并依据发生超新星的恒星类型进行了分类。II型、Ib型以及Ic型爆破,是由大质量恒星中心的灾难性坍塌发生的,而Ia型超新星是由忽然的热核爆破发生的,这种爆破会损坏一颗白矮星。而且,II型超新星发生在具有许多亮堂的年青恒星的区域,例如星系的螺旋臂。由于椭圆星系被陈旧的低质量恒星分配,它们显着不会存在于椭圆星系中。

而亮堂的年青恒星,通常是质量大于太阳质量10倍左右的恒星,在结合其他依据之后,由此能够得出的结论是:II型超新星是由大质量恒星从超新星到超新星遗址,怎么经过残余物来确认超新星类型?所发生的。尽管一些I型超新星会显现出II型超新星的许多特征,但这些名为Ib型和Ic型的超新星,显着与II型不同,由于它们在爆破之前就失去了外部的氢气包层。在爆破之前,氢气包层或许由于物质的剧烈流出而丢失、或许因被伴星拉走而消失。尽管,在每个星系中,呈现超新星迸发这样的 “暴力事情”概率是很小的,但由于咱们能够观测到许多河外星系,所以在每年都会观测到相当多的河外超新星事情。

中心溃散的超新星随同能量开释

当恒星中心或中心的核动力源耗尽时,中心就会溃散,类型II、类型Ib和类型Ic的超新星,也被称为中心溃散超新星。大约在不到一秒的时刻内,便会构成了一颗中子星、或一颗黑洞,条件是假如这颗恒星十分巨大。中子星的构成,会以中微子和热量的办法开释出巨大的能量,然后反转了内爆。除了中心的中子星将以超越5000万公里/小时的速度被吹走,由于热核冲击波经过现在胀大的恒星碎片进行“竞赛”,当将较轻的元素融组成较重的元素,就会发生一种激烈的视觉迸发,就好比是几十亿太阳的光辉。

就实质而言,首要由碳和氧原子组成的细密球是最安稳的恒星,只需它的质量依然低于所谓的Chandrasekhar 1.4太阳质量的极限。但是,假如来自伴从超新星到超新星遗址,怎么经过残余物来确认超新星类型?星的物质添加、或与另一个白矮星兼并,那么,将会推进一颗白矮星超越Chandrasekhar 1.4太阳质量的极限。当白矮星中心的温度上升,引发了爆破性的核聚变反响,便会开释出巨大的能量。这颗恒星会在大约十秒内爆破,而且,没有留下任何剩余物,由于爆破发生的放射性“镍”会腐蚀成钴、然后是铁,因而,喷发发生的喷发云会继续发光数周。

由于Ia型超新星都呈现在质量约为1.4太阳质量的恒星中,因而它们会发生大约相同的光量。这个特点使它们成为了十分有用间隔指示器,比方,假如一个Ia型超新星比另一个超新星更暗,那么,它能够核算的量有必要远离。在近年来,科学家也经过以Ia型超新星的这种办法,来确认世界的胀大率。而且,这项研讨引发了令人震惊的发现,即世界的胀大正在加快,而其间的最大原因,或许是由于世界充满了一种叫做暗能量的神秘物质。

不安稳的超新星和世界热核爆破

关于极点巨大的恒星而言,另一种乃至更激烈的超新星也是或许发生的。依据恒星演化理论,当恒星从超新星到超新星遗址,怎么经过残余物来确认超新星类型?中心区域的温度上升到几十亿度,质量到达140到260之间,经过核反响将质量转换为能量(E = mc 2)的遍及进程会被反转,而且能量会以电子对和反电子对、或正电子对的办法转换成质量。电子到正电子对的发生会从恒星的中心中耗费能量,并打乱向外压力和向内揉捏重力之间的平衡。这种所谓的“对不安稳性”会引起激烈的脉动,然后喷发恒星的大部分外层,并终究在热核爆破中彻底损坏恒星。

假如“对不安稳”的超新星存在,那将是世界中最有生机的热核爆破。在质量大于约260个太阳的恒星中,脉动将被重力吞没,而且坍塌后的恒星会构成一个没有爆破的黑洞。关于初始质量超越约200个太阳的恒星而言,“对不安稳”的超新星会发生许多的放射性镍。将如此许多的镍放射到钴和其他核中的放射性衰变,会将能量输送到胀大的碎片中,且长达数月的时刻,然后构成一个反常亮堂的超新星,而超新星宣布的激烈辐射可继续数月至数年,然后逐步消失。

特定剩余物可确认超新星类型

与此同时,超新星爆破中敏捷胀大(每小时数百万英里)的物质,终究会撞到星际气体中。而这种磕碰发生了一种超新星剩余物,它由热气体和高能粒子组成,并经过X射线波长在无线电中发光数千年。而构成剩余物的进程,有点像由飞机的超音速运动所发生的极点版别​​的声动摇臂。胀大的恒星碎片会发生冲击波,这种前向的冲击波会在冲击波后发生出人意料的压力和温度的巨大变化。而且,前向冲击波还将电子和其他带电粒子,加快到极高的能量。环绕冲击波后边的磁场螺旋的电子,发生较宽规模波长的辐射。在无线电波长下,超新星留传物的辐射特别显着,射电望远镜就是发现这些物体的首要东西。

近年来,科学家们还发现了聚集X射线望远镜的超新星遗址。X射线由前向冲击波和反向冲击波发生,该冲击波会加热爆破星的碎片或喷发物。当时向冲击波后边的高压气体胀大,并推回恒星喷发物时,构成反向冲击,钱德拉现已能够探测到许多脉冲星,及与其相关的脉冲星云。这些发现被证明是辨认大质量恒星中心坍缩发生的超新星遗址的最佳办法之一,并将其​​与白矮星(Ia型超新星)的热核损坏所发生的剩余物区别开来。而用于确认特定剩余物来历的另一种办法,则是研讨各种元素,尤其是氧和铁的相对量。比方,中心坍塌的超新星富含氧气,而热核超新星发生的铁则会相对较多,Tycho和开普勒超新星的剩余被认为是由Ia型超新星发生的。

在中心坍缩的超新星中,快速旋转的中子星或脉冲星能够发生脉动的辐射源和高能粒子的磁化星云,以照亮胀大壳的内部。其间最有目共睹的比方,蟹状星云就是公元1054年观测到的超新星剩余;而Chandra对超新星剩余仙后座A(Cas A)的调查,也清楚地显现了外部冲击波和由反向冲击波加热的碎片。地理科学家们使用无线电、红外、光学和X射线望远镜研讨超新星遗址,以追寻冲击波的发展和爆破中弹出的元素散布状况。这些数据尤为重要,由于超新从超新星到超新星遗址,怎么经过残余物来确认超新星类型?星耕种星系的首要手法,就是用星球和生命所必需的许多元素,比方,碳、氮、氧、硅和铁。