1987年超新星爆炸视频(90年代超新星爆炸)

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文章最后更新时间:2023-02-06 10:01:45,由管理员负责审核发布,若内容或图片失效,请留言反馈!

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1987年,银河系发生一场大爆炸,点亮整个地球的夜空

超新星1987A

先看什么是超新星。我们都知道,恒星是宇宙中最普遍的居民,不过,恒星也存在着寿命,质量越大的恒星寿命越短,反之同理。对于一些质量不算太小的恒星来说,当它们迎来生命的尾声,就会发生一场非常剧烈的爆炸。

这种大爆炸,就是超新星。在超新星大爆炸的过程中,恒星也会迎来一生中的“高光时刻”,会变得异常耀眼而又明亮,比方说,1987年科学家们看到的超新星1987A,它在恒星阶段是肉眼无法看到的,但是,因为超新星大爆炸,所以让远在地球上的人类,也有机会一睹它的风采。

超新星大爆炸发生的时候,会释放多少能量呢?答案是最少会和太阳一生中所释放的能量相同,要知道,100亿年的能量一下子全部释放出来,这是非常可怕的,自然也就可以点亮一片天空了。

一般来说,超新星大爆炸的过程最长可以持续数月的时间,之后,超新星会变成其它的天体形态,或者是黑洞,或者是中子星。

所以,在发现了超新星1987A之后,科学家们就特别好奇,它最终会变成什么,到底是黑洞还是双子星?不过,这个问题却一直没有得到解答,一早前段时间,NASA再次通过大数据分析,终于找到了答案——它变成了一颗中子星。

什么是中子星?

现阶段,科学家们已知的,宇宙中密度更大的天体,就是曾经被爱因斯坦预言,后来终于证明的黑洞,而中子星,则是除了黑洞之外,密度第二大的天体。中子星的质量一般在质量的1.35到2.1倍之间,它们的速度也非常快,大约为光速的50%左右。

从1932年科学家们之一次提出了中子星的假说开始,一直到1967年,科学家们才之一次发现了中子星的存在,并且发现中子星的天文学家,还因此获得了1974年的诺贝尔奖。

说起来有趣的是,当时科学家们找到的之一颗中子星,是一颗脉冲星,所以,发现它的时候,科学家们还一度非常激动,认为接收到了外星人的信号。

当然,如今科学家们已经在宇宙中发现了很多中子星,而超新星1987A的发现,则让科学家们完整见证了一颗恒星死去后,超新星爆炸变成中子星的全部过程。

同时,科学家也表示,通过近期对于超新星1987A的研究,他们还确定了超新星1987A的一个身份——它是一颗脉冲星。在这里,要跟大家说一下,脉冲星是中子星的一种,所有的脉冲星都是中子星,但是,中子星却并不全是脉冲星,可能还是磁星。

当然,这也是很幸运的,因为超新星1987A距离我们很远,我们才可以没有任何担忧的去研究它,否则,如果它在我们周围爆炸,那么,对于地球来说,就是灭顶之灾了。

超新星大爆炸距离地球很近会怎么样?

上文中我们提到过,超新星1987A爆炸的时候,它释放出的能量相当于太阳一生中的能量在总和,这是什么概念呢?如果它距离地球很近,相当于地球周围一下子多了1亿颗的太阳,可怕的辐射会穿透地球的大气层,毁掉地球的“保护伞”,让地面上的生物都陷入大灭绝之中。

有研究认为,发生在3.74亿年前的泥盆纪大灭绝时间,极有可能是因为超新星大爆炸引发的,这场大灭绝也成为了地球 历史 上,最严重的一场大灭绝事件之一。

通过研究,科学家们发现,当泥盆纪大灭绝发生的时候,地球上曾经长期处于没有臭氧层的状态,臭氧层对于地球的作用不言而喻,它隔绝了太空辐射,才让地球的表面孕育出生命。

因此,通过一系列的研究后,科学家们判断可能当时距离地球不远的地方,发生了超新星大爆炸,于是,造成了地球上的大灭绝。对于当时地球的幸存生物来说,它们能够活下来也非常不容易,因为臭氧层想要修复,至少需要数十万年的时间。

如果当时这颗超新星大爆炸距离地球更近一点,那么,可能后来的一切生命演化也就都不会发生了,你认为呢?

好壮观!两颗恒星先合并成蓝超巨星,然后再变成超新星爆炸!

日本理化学研究所天体物理学家的模拟表明:银河系附近星系中的一些超新星,可能起源于由两颗恒星合并而成的蓝超巨星爆炸。这种爆炸的不对称性质,可能会提供在哪里寻找在这场恒星灾难中诞生难以捉摸的中子星线索。当一颗大质量恒星核心不能再承受自身引力时,就会发生核心塌陷超新星。核心自行塌陷,引发猛烈的爆炸,炸开恒星的外层,留下一个中子星或黑洞。

1987年天文学家看到一颗恒星在大麦哲伦星云中爆炸,大麦哲伦星云是我们银河系最接近的邻居之一。从那时起,科学家们一直在深入研究这颗被称为SN1987A的超新星,以了解这颗恒星的性质及其命运。这类超新星的前身通常是一颗红色超巨星,但观测表明SN1987A是由一颗致密的蓝超巨星引起。日本理化学研究所天体物理大爆炸实验室的小野雅美说:

为什么前身恒星是蓝色超级巨星,这一直是个谜。同时,SN1987A的X射线和伽马射线观测显示,喷出的物质中有放射性镍团。这种镍是在恒星崩塌时在核心形成,现在正以每秒超过4000公里的速度从恒星上疾驰而去。以前对超新星的模拟,一直无法完全解释这种镍是如何如此迅速地逃逸出来的。研究模拟了四颗前体恒星的非对称核心塌缩超新星爆炸,并将它们与SN1987A的观测结果进行了比较。

最接近的匹配涉及由两颗恒星合并而成的蓝超巨星祖先:一颗红色超巨星和一颗主序星。在合并期间,较大的恒星会从较小伴星中剥离物质,而较小的伴星向内盘旋,直到完全被吸收,形成一个快速旋转的蓝色超级巨星,这是之一次对这颗超新星的镍块进行双星合并情景测试,模拟准确地再现了镍块的高速运动以及两股喷出物。模拟还可能有助于找到超新星期间形成的中子星,尽管搜索了30年,它仍然没有找到。

在非球面爆炸中,中子星可能被踢向与大部分抛射物相反的方向,小野雅美的研究团队建议天文学家应该在抛射物内部区域北部寻找这颗中子星。研究对SN1987A中的物质混合现象进行了非球面核坍缩超新星三维流体动力学模拟。研究了四种超新星模型和参数化非球面爆炸的影响,这四个超新星前模型包括一个蓝超巨星(BSG)模型。另外两个是基于单星演化的BSG模型和两个红超巨星(RSG)模型。

在所研究的爆炸(模拟)模型中,从观测到的[FeⅡ]谱线剖面推断,具有双星合并前驱模型和非对称双极爆炸的模型,再现了对高速56Ni质量的约束,这种爆炸引发了喷射状的爆炸。双星合并前身模型用于物质混合的优点是C+O核和氦层的ρr3剖面平坦且延伸较小,这可能是以小的氦核质量为特征。从更优爆炸模型出发,研究预测了双极爆炸轴方向(最强爆炸方向)和中子星(NS)的冲击速度和方向。

超新星随时爆发,科学家摩拳擦掌,中微子的秘密能解开多少?

距离目前最近的一次、人类观测到的超新星爆炸已经是35年前的事情了。1987年2月,天空中突然出现了一个不同寻常的亮点,这次超新星爆炸被人们称为 SN 1987A 的事件,推动了天体物理学巨大的发展。那一次, 人们在日本的超级神冈探测器之一次捕捉到了中微子 。这是人类 历史 以来之一次接触到太阳系以外的,其它地方的基本粒子。

科学家检测到银河系附近将会发生一次超新星爆炸,目前全球各地的物理学家都纷纷为超新星爆发做好准备了。Nakahata是东京大学的物理学家,也是世界上更大的中微子实验的负责人,他的研究团队让天文台的计算机能够实时检测出超新星发射出的中微子,并向全球的望远镜发射警报。

巴黎萨克雷大学的天体物理学家帕特里斯·布歇表示,当超新星爆发的光芒照射到地球的时候会比满月的月亮还要亮,即使在白天也能观测到。

超新星爆发在宇宙中并不是很常见的一件事,而且很少被人类近距离观测到。通过了解这一过程能够让人们深入地研究到恒星内部的元素是如何在星系当中分散开的。超新星爆发的时候会形成恒星内部无法通过核聚变形成的元素。

对于许多科学家而言,他们期望在恒星爆炸的时候通过捕捉到中微子来研究这一极端的物理现象,并加深人们对已有的自然基本力和粒子的重大发现。

超新星在爆发的时候会爆发出宇宙中最巨大的能量之一,会持续发光数周或者数月,在极端的情况下,散发出来的光可能比整个星系还亮。最常见的超新星爆发就是质量在太阳8-140倍的恒星走到生命的末期,耗尽了提供核聚变的所有动力,内部只留下了留下了处于等离子体状态的惰性铁和镍核心。于是恒星的外层开始向内下降,核心开始坍塌。在几毫秒内,核心的大部分物质会被压缩成质子和电子,然后形成中子。

由于恒星核心的密度突然急速上升,中子会形成一个致密的球,从原理上来说形成了原中子星。而中子在形成的过程当中都会释放一个中微子,也就是说在核心坍塌的瞬间,会有中微子爆发。强大的冲击波会让恒星的其他部分解体,只剩下核心的中子星。

核心坍塌的过程中,内部形成了一个天然的高能对撞机,不断地将能量转化成新的粒子。大多数的粒子都处于相互碰撞的状态,只有中微子,会在这个过程当中逃逸出去。研究人员估计,SN 1987A 事件中喷射了 1058 个中微子。

主流的研究观点认为中微子是迄今为止超新星消耗能量的主要方式,冲击波可能要几个小时才能穿过恒星的外层,但是中微子基本上是以光速出现的。 核心坍缩过程中,超新星超过 99% 的能量不是以光的形式逃逸,而是以中微子的形式逃逸。最终,这些恒星的原始质量分散到宇宙当中,很有可能新的恒星系统就形成了。

科学家估计每个世纪银河系都会有1-2颗恒星坍塌,但是从人类 历史 来看,相关的记录是非常少的,而有一些或许是人类难以检测到的。但是通过中微子,我们可以记录那些无法探测到的恒星坍塌,比如1987年,日本的超级神冈就捕捉到了11个中微子。

随着科学的进步,科学家也在不断调整探测中微子的方式和手段,并且建立中微子警报系统,在中微子出现的时候,给其他的天文台和望远镜及时发送警报。

此次超新星爆发带来的研究结果或许是不可估量的,或许是让人失望的。现在我们很难去测量它最终对人类物理和天文学的进步能有多大的推动力。但是这一切是疯狂的,人类距离宇宙的秘密更近了。

几乎所有的物理学家和天文学家都在翘首以盼着这场宇宙盛宴,期待人类能够捕捉到更多宇宙的秘密。

什么是超新星???????????????????????????????????????

超新星是多种恒星爆炸的总称。爆发中会释放出大量等离子体,并且持续数周至数年时间,以致天球上好像突然出现了一颗“新”星。超新星不同于新星,虽然新星爆发都会令一颗星的光度突然增加,但是程度比较小。超新星爆炸会把恒星的外层抛开,令周围的空间充满了氢、氦及其他元素,这些尘埃和气体最终会组成星际云。爆炸所产生的冲击波也会压缩附近的星际云,引致恒星的产生。

爆炸的冲击波会冲击四周,留下一个超新星爆炸遗骸。一个著名的例子是蟹状星云。

目录 [隐藏]

1 超新星的分类与产生过程

2 超新星的命名

3 著名的超新星

4 超新星在恒星演化过程中的角色

5 参看

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超新星的分类与产生过程

天文学家把超新星按它们光谱上的不同元素的吸收线来分成数个类型:

I型:没有氢吸收线

Ia型:没有氢、氦吸收线,有硅吸收线

Ib型:没有氢吸收线,有氦吸收线

Ic型:没有氢、氦、硅吸收线

II型:有氢吸收线

如果一颗超新星的光谱不包含氢的吸收线,那它就会被归入I型,不然就是II型。一个类型可根据其他元素的吸收线再细分。

Ia型的超新星没有氦,但有硅。它们都是源于到达或接近钱德拉塞卡极限的白矮星的爆发。一个可能性是那白矮星是处于一个密近双星系统中,它不断地从它的巨型伴星吸收物质,直至它的质量到达钱德拉塞卡极限。那时候电子简并压力再不足以抵销星体本身的引力,结果是白矮星会塌缩成中子星或黑洞,塌缩的过程可以把剩下的碳原子和氧原子融合。而最后核融合反应所产生冲击波就把那星体炸成粉碎。这与新星产生的机制很相似,只是该白矮星未达钱德拉塞卡极限,不会塌缩,能量是来自积聚在其表面上的氢或氦的融合反应。

亮度的突然增加是由爆发中释放的能量所提供的,爆发以后亮度不会即时消失,而是会在一段长时间中慢慢地下降,那是因为放射性钴衰变成铁而放出能量。

Ib型超新星有氦的吸收线,而Ic型超新星则没有氦和硅的吸收线,天文学家对它们产生的机制还是不太清楚。一般相信这些星都是正在结束它们生命(如II型),但它们可能在之前(巨星阶段)已经失去了氢(Ic型则连氦也失去了),所以它们的光谱中没有氢的吸收线。Ib型超新星可能是沃尔夫-拉叶型恒星塌缩的结果。

如果一颡恒星的质量很大,它本身的引力就可以把硅融合成铁。因为铁原子的结合能已经是所有元素中更高的,把铁融合是不会释放能量,相反能量反而会被消耗。当铁核心的质量到达钱德拉塞卡极限,它就会即时衰变成中子并塌缩,释放出大量携带著能量的中微子。中微子爆发中的一部份能量传到恒星的外层。当铁核心塌缩时候所产生的冲击波在数个小时抵达恒星的表面时,亮度就会增加,这就是II型超新星爆发。而视乎核心的质量,它则会成为中子星或黑洞。

II型超新星也有一些小变型如II-P型和II-L型,但这些只是描述了光度曲线图的不同(II-P的曲线图有暂时性的平坦地区,II-L则无),爆发的基本原理没有太大差别。

还有一类被称为“超超新星”的理论爆发现象。超超新星指一些质量极大的恒星的核心直接塌缩成黑洞并产生了两条能量极大、近光速的喷流,发放出强烈的伽马射线。这或可能是伽马射线爆发的其中一个原因。

I型的超新星一般都比II型超新星亮。

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超新星的命名

当国际天文联合会收到发现超新星的报告后,他们都会为它命名。名字是由发现的年份和一至两个拉丁字母所组成。一年里之一颗被发现的超新星就是A,第二就是B,如此类推,第二十六以后的则是aa、ab、ac等等。如超新星1987A就是在1987年发现的之一颗超新星。

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著名的超新星

1054年——产生蟹状星云的那一次超新星爆发,这次“客星”的出现被中国宋朝的天文学家详细记录,日本、美洲土著也有观测的记录

1572年——仙后座的超新星(第谷超新星),丹麦天文学家第谷有观测的记录,并因此出版了《De Nova Stella》一书,是新星的拉丁名nova的来源

1604年——蛇夫座的超新星(开普勒超新星),德国天文学家开普勒有观测的记录,这是银河系里最后一颗被发现的超新星

1987年——超新星1987A在开始的数小时内就被发现,这是现代超新星理论之一次可以与实际观测比较的机会

1604年的超新星被伽利略用作反驳当时阿里士多德学派所谓上天永远不变的理论。

超新星爆发后通常都会留下超新星爆炸遗骸,研究这些天体有助我们了解超新星。

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超新星在恒星演化过程中的角色

超新星爆发会令它周围的星际物质充满了金属(对于天文学家来说,金属就是比氦重的所有元素)。所以每一代的恒星(及行星系)的组成成分都有所不同,由纯氢、氦组成到充满金属的组成。不同元素的所有的分量对于一颗恒星的生命,以至围绕它的行星的存在性都有很大的影响。

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参看

恒星 新星 深空天体 超新星列表

恒星生命期

分子云|原恒星|主序星|红矮星|白矮星|黑矮星|红巨星|超红巨星|超新星|中子星|黑洞

取自""

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宇宙中的烟花——超新星爆炸

据记载,人类最早的观测超新星纪录是公元185年,而上一次记载人类观看到超新星爆发还是在1987年的SN1987A。在长达几个月的时间里,在地球上用肉眼都能非常清楚的看到它,因此还曾被误以为天空上出现了第二个太阳。

据悉,这颗超新星距离地球16万年,也就是说这颗恒星16万年前发生爆炸而死亡。16万年后,1987年2月23日的晚上,在地球上的我们目睹了它的死亡瞬间。

大多数超新星触发的两个基本机制,一种情况来自于一个双星系统,很久以前爆炸的一颗恒星的残余物陷入了它的伴星,会导致爆炸。或一个双星系统中的任意一颗恒星变成白矮星,在距离足够近的情况下,它会将伴星上的物质吸取。当吸取了足够的能量之后,核心坍塌,周围短暂地形成了一个吸积盘,喷射出一股喷射流,把喷射物喷向太空。

第二种情况来自于单星超新星,这些恒星的质量远大于太阳,大质量恒星的核心可能会经历突然的重力崩塌,导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸。

比太阳大8倍的恒星,爆炸后会留下一颗中子星;比太阳大30倍的恒星,在爆炸后会留下一种叫做磁星的中子星;而比太阳大100倍的恒星爆炸时会形成超新星,产生黑洞。

超新星属于宇宙中完全无法预测的一种现象,因为不知道他的身影会在宇宙中何时何地甚至哪一秒稍纵即逝。而一个星系中的超新星出现的频率往往是上百年才出现一次。因此,想要观测到“宇宙烟花”除了要有高级的设备外,还需要不小的运气。

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