什么是超新星爆發(fā)?

要知道什么是超新星,我們首先得從“Nova”——也就是“新星”說(shuō)起。
當(dāng)一顆白矮星誕生在一個(gè)雙星或多星系統(tǒng)中時(shí),它就有可能成為一個(gè)Nova。
1、什么是新星
Nova源自拉丁語(yǔ),是“新星”的意思。所謂的新星是指短時(shí)間內(nèi)變得很亮的星星,在我國(guó)古代被稱為“客星”,它們?cè)?jīng)被認(rèn)為是一顆新誕生的星星,但如今我們能夠知道,他們并不是一顆真正意義上的“新星”,而是一顆白矮星的“再次爆發(fā)”。

當(dāng)白矮星與它的伴星接近時(shí),它的引力就會(huì)從伴星身上奪走一部分氫元素,當(dāng)氫元素累計(jì)足夠多時(shí),白矮星將會(huì)開(kāi)啟新一輪的氫元素核聚變,這讓它的亮度短時(shí)間內(nèi)大幅提升,但僅僅幾天之后,聚變就會(huì)結(jié)束,光芒又會(huì)漸漸消退,直到下一輪相遇。而當(dāng)大質(zhì)量的白矮星通過(guò)這種方式吸收大量的物質(zhì),導(dǎo)致自身結(jié)構(gòu)完全坍塌爆炸時(shí),這就是所謂的“超新星”。
2、“超新星”爆炸
質(zhì)量達(dá)到8倍太陽(yáng)質(zhì)量以上的恒星最終會(huì)“死”于一場(chǎng)被稱為“超新星爆炸”的巨大噴發(fā)。

超新星不僅僅是一顆巨大的新星那么簡(jiǎn)單,在新星誕生的過(guò)程中,只有恒星表面的物質(zhì)會(huì)被爆炸噴發(fā)出去,但在超新星內(nèi)部,恒星的核心也會(huì)坍塌,然后產(chǎn)生爆炸。質(zhì)量超過(guò)8倍太陽(yáng)的恒星內(nèi)部會(huì)在一次次核心坍縮中發(fā)生一系列核聚變,直至恒星的核心合成鐵元素,這時(shí),恒星會(huì)失去能量來(lái)平衡自身的引力,并開(kāi)始最后一次坍縮。

在這次坍縮里,鐵元素會(huì)聚變成為更重的元素,但由于鐵元素的結(jié)合能最大,即便鐵元素聚變成更重的元素,它釋放的能量也要遠(yuǎn)小于自身需要吸收的能量,因此,鐵元素的聚變將是最后一次融合。在短短的幾秒鐘里,恒星的核心會(huì)從5000英里坍縮到十幾英里大小,溫度達(dá)到1000億度甚至更高,恒星的外層最初會(huì)隨著核心一起坍塌,但隨著最后一次能量釋放,他們會(huì)被猛烈的向外拋出。

這樣的爆炸將持續(xù)幾天乃至幾周,在這段時(shí)間里超新星的亮度甚至能超過(guò)整個(gè)星系。
3、中子星和脈沖星
超新星爆發(fā)后會(huì)留下一個(gè)致密的核心,而如果這個(gè)核心的質(zhì)量恰好在1.4到3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間,那么這個(gè)核心的坍縮將繼續(xù),直到電子和質(zhì)子融合,成為中子,這時(shí)中子星就誕生了。而如果中子星處在一個(gè)多星系統(tǒng)中,他也會(huì)從伴星那里吸收物質(zhì)。

中子星擁有強(qiáng)大的磁場(chǎng),這些磁場(chǎng)會(huì)加速磁極周圍的粒子,形成強(qiáng)大的輻射束。當(dāng)中子星自轉(zhuǎn)時(shí),這些輻射束會(huì)像探照燈一樣掃來(lái)掃去,而當(dāng)它周期性地掃過(guò)地球時(shí),我們的射電望遠(yuǎn)鏡就會(huì)捕捉到規(guī)則的脈沖輻射,這時(shí),中子星就會(huì)被稱為脈沖星。