超新星爆发（超新星爆发是什么意思）

超超新星如何爆发?

超新星爆发：一些大质量的恒星,内部引力极强,当内部燃料耗尽燃烧停止时,星球不是慢慢地收缩,而是突然地坍缩.坍缩所引起的内部压力是如此的巨大,以致球壳无力承受而发生爆炸.就像突然猛力挤压一个气球所发生的情况一样.剧烈的爆发犹如一颗超级原子弹爆炸一样,恒星向外放射出极大的能量,闪耀出异常明亮的光芒.于是,一颗本来很暗或根本看不见的恒星,亮度会一下子提高17个星等以上,成为一颗亮星,这就是超新星.

超新星爆发,是目前我们所知的恒星世界里最为猛烈的爆发现象.据计算,一颗超新星爆发时发出的光,相当于10^7—10^10个太阳的光.一颗垂死的恒星经过超新星爆发后,就彻底解体了,大部分物质化为一股云烟和许多碎片,飘散到太空中,剩下的物质则迅速坍缩为很小的中子星或黑洞.

新星爆炸，超新星爆炸，超超新星爆炸的区别？

1、爆炸程度不同：

新星爆炸的别名是超新星爆炸，超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮，过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。

如果是质量更大的恒星，它们则会以形成黑洞而终结其一生。这种形成黑洞的爆发是宇宙中规模最大的超新星爆发，叫做“超超新星”（hypernova)，也叫“极超新星”。

2、爆炸结果不同：

质量为太阳质量8至25倍的恒星会因引力坍缩而最终发生超新星爆发，最终遗留下一颗中子星。极超新星是质量超过太阳质量25倍的恒星所发生的一种超新星爆发，其亮度是质量为太阳质量8至25倍的恒星的超新星爆发的10倍。

3、爆炸触发的方式不同：

超新星触发：突然重新点燃核聚变之火的简并恒星，一颗简并的白矮星可以通过吸积从伴星那儿累积到足够的质量，或是吸积或是合并，提高核心的温度，点燃碳融合，并触发失控的核聚变，将恒星完全摧毁。大质量恒星核心的引力塌陷。

超级星爆炸是大质量恒星核心的引力塌陷。大质量恒星的核心可能遭受突然的引力坍缩，释放引力势能，可以创建一次爆炸。

参考资料来源：百度百科-新星爆炸

参考资料来源：百度百科-超新星爆发

参考资料来源：百度百科-超超新星

什么是超新星爆发?

分类: 教育/科学 科学技术

问题描述:

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解析:

超新星爆发

著：H.-Th. Janka 译：Shea

每一秒钟在宇宙的某个地方都会发生超新星爆发。即使它们的距离极为遥远，这一恒星灾变现象仍能为我们提供有关恒星形成的重要信息。其抛射出几个太阳质量的恒星碎片丰富了星际空间中重元素和放射性元素的含量。

尽管超新星非常的明亮，但是超新星爆发的能量仅仅是整个事件能量释放的冰山一角。理论预言当爆发恒星的铁核坍缩成中子星或者黑洞时，中微子带走了绝大多数的引力结合能。对超新星1987A的中微子观测证实了这一预言。通常情况下，总能量中只有1%转化成了喷出物的动能，而其中又只有很少的一部分转化成了电磁辐射。

能量是怎样从坍缩的致密核传递到被抛射的物质上去的呢？了解超新星爆发的驱动力对于预测超新星遗迹的质量、爆发的能量以及核合成的产物至关重要。因此有必要在大质量恒星的特质和超新星的观测之间建立起理论联系。但不幸的是，目前观测还无法解释在恒星坍缩核中所发生的物理过程。

未来通过对银河系中超新星的中微子和引力波观测将会为我们提供必要的数据。但是现在我们对超新星的认识都来自数值模拟和分析。尽管已经研究了30多年，而且计算模型也越来越复杂，但是仍没有取得令人满意的结果。

当高能光子把铁核团打碎成单个粒子和核子（质子和中子）时，恒星的铁核就会出现引力不稳定。这时，核子和自由质子就会俘获电子，进而使压力大幅度下降，而且产生大量的中微子。后者可以毫无阻碍的离开恒星，直到密度上升为止。在1秒钟之内，恒星内部核区就会坍缩至核密度，但是由于核子简并和核力排斥作用会阻止其进一步的坍缩。

此时，会产生一个流体动力学激波，并且通过仍在超声速下落的外部核区向外传播。一般认为这一激波并不会直接导致超新星爆发。由于铁核的光致蜕变和中微子辐射，激波会损失大量的能量，因此导致在半径100-200km处失速。

但是仅仅几分之一秒之后，情况就发生了变化。激波之后的温度会大幅度下降，以至于离开刚诞生的中子星的大量高能中微子会被后激波层中的自由核子所吸收。如果这一能量传递达到一定程度，就会释放出原来已经失速的激波，导致一次“延迟”的爆发。因为激波的最终命运取决于这些物理过程之间的强弱对比，所以需要更详尽的计算模型来确定由中微子传递给激波的能量是否足以导致超新星爆发。

威尔逊（Wilson）和梅勒（Mayle）通过使用两个假设成功模拟了这一中微子驱动的爆发，但是这两个假设还没有被普遍接受。他们假设中子星中的对流混合过程加速了中微子辐射。另外，他们认为为了得到所观测到的爆发能量，在中子星介质中会出现高密度的π介子（产生于夸克和反夸克之间的强相互作用基本粒子）。这两个假设都有利于导致超新星爆发，因为中微子所传递的能量会随着中微子数目和其本身能量的增大而增大。

但是这一模型也忽略了一些重要的物理过程，正如超新星1987A的光谱观测所显示的，爆发中放射性元素镍以出乎意料的高速运动。这一观测预示大尺度的喷流携带着物质从中子星进入爆发恒星的外部壳层。多维模拟确实显示了在新诞生的中子星与超新星激波（那儿由于中微子加热而形成了一个对流不稳定层）之间的强烈瓦解作用。而且，中子星发出的大量中微子以及上升的高温物质也帮助激波进一步的向外传播。这两个效应对于先前描述的延迟爆发机制至关重要。

最近，进行了首次三维模型的计算，这是超新星模型中的又一个里程碑。其证实了先前二维模型的结果。蘑菇状（见图）的结构开始出现，然后发展成大尺度的结构。由于子扰动，中微子驱动的后激波对流可以解释超新星爆发中核合成产物分布的各向异性。加上自转，它也可能会形成非对称的球体，以及观测到的年轻脉冲星所具有的极大反冲速度。

[图片说明]：超新星的三维模拟。这张透视图显示了新诞生的中子星中的对流混合过程。流体动力学不稳定性导致了蘑菇状结构的产生。不同的颜色代表了在一个恒定质子-中子比例面上不同的流体熵的值（蓝色低，红色高）。摘自文献：E. Muller, H.-T. Janka, Astron. Astrophys. 317, 140 (1997)

但是，目前还没有模拟能精确证明中微子加热机制是完全正确的。在最好的二维、三维模型中，有关中微子的物理过程仍是被大大简化的。其中的恒星会以极高的速度爆发，留下一个较小的中子星，同时抛射出大量的锶、钇和锆，但是其丰度与银河系中所观测到的并不相符。中微子主导了超新星爆发的能量，而且决定了核合成的结果。精确描述中微子的输运和相互作用将有助于解决这些问题。

通过整合牛顿和广义相对论流体动力学模型中的中微子输运玻尔兹曼方程，可以获得新的结果。但是在球对称（一维）模型中没有出现超新星爆发的结果。

下一步就是在二维和三维模型中加入这一对中微子更精确的处理方法，同时也要进一步改进中微子在高密度物质中互相作用的有关方程。对于高温中子星的研究也十分有价值，而且超新星爆发中磁场的作用也需要进一步的研究。只有囊括了所有这些问题，我们才有可能获得大质量恒星爆发的标准模型。

超新星爆炸蕴藏了哪些关键信息，这样的事件是如何发生的？

作者：石兰（抄袭必究）

尽管一个恒星生命周期中的“主序”阶段，很可能会持续数亿年，但其快速燃烧氢气的氦气阶段，却往往难以持续数百万年的时间。并且，那些接近生命终点的红巨星，会在发生外层脱落的同时，形成宇宙尘埃中的星际云。然后，在被称为超新星的爆炸中，这颗死亡恒星会释放出超级强大的爆炸波，它的能量甚至可以摧毁该路径上的一切。科学家们在宇宙的一个孤立角落发现了巨大的超新星，它不仅是迄今为止最强大的爆炸事件之一，还解释了超新星的许多奇怪特征。那么，超新星到底是如何发生爆炸的？那些仍然闪耀着光芒的超新星爆炸事件，又蕴藏了哪些关键信息？

科学家们在对SN 2016iet超新星爆炸的观测中发现，同类爆炸事件中有史以来质量最大的死亡恒星，它与其他超新星爆炸最大的不同之处，就在于出现了某些与现有数据不符的特征。

在该恒星爆炸前的几百万年时间里，就已然耗费了其85%左右的质量，并且，其死亡前所留下的物质还和爆炸过程中所产生的碎片发生了碰撞。该超新星的这些不同寻常之处，让所有人不得重新思考早期宇宙中大质量恒星结束生命的方式。该恒星最早于2016年11月被ESA（欧洲航天局）的盖亚卫星探测到，身处于和我们地球大约相距10亿光年之远的遥远矮星系中。科学家们表示在历时3年之后，距离其主星矮星系中心54000光年的一个孤立角落，有一颗大约普通恒星质量200左右的恒星形成。

超新星SN2016iet在各个方面都呈现出了独一无二的特性，不仅环境中缺少重金属，还存在一个奇怪的化学指纹，它在银河系中的位置、所处的星系、光谱，以及其亮度随时间递进而发生的变化，这一切都让它看上去与众不同。虽然在之前的超新星研究中，偶有部分会在某个方面表现得不同寻常，但在整体特征上依然保持一致，而SN 2016iet则开启了科学家们对不稳定超新星的首次观测。这样的不稳定超新星，通常是一颗即将死亡的恒星核心发生坍缩，反粒子对和粒子通过过程中所产生的伽马射线辐射而产生，从而导致了这场泯灭恒星的热核爆炸事件发生。关于不稳定超新星这个想法，在科学界已存在数十年，终于在SN 2016iet身上进行了首次观测，垂死的恒星被放置到正确的质量体系里，它们具有正确的行为，并在金属缺乏的矮星系中，展开了一系列令所有人都难以置信的演化过程。

科学家们于1987年所观测到的恒星爆炸引起的冲击波，在时隔30年之后仍然可以看到它散发的光芒，成为了当时宇宙中观测到的与地球最接近的明亮超新星之一，它的发现为研究人员提供了研究恒星死亡整个过程的独特机会。在SN 1987A被发现之前，我们对超新星的认知处于简单和理想化的状态，大规模恒星发生爆炸的后果，事实上远比人们之前所预想的多。通过它从超新星演变为超新星遗迹这个过程，科学家们通过望远镜的使用，获得了前所未有的巨星洞察力。自该超新星被发现以来，研究人员密切监视着它对周围的环境带来了哪些改变，并得知了其中心缓慢移动的尘埃，是由死亡恒星核心中的重元素所组成，这表明了粒子可以在超新星爆发后再次形成、甚至快速生长。

在SN 1987A的观测过程中，科学家们还发现恒星物质和天然气被喷射出来的时间，其实早在超新星发生爆炸前2万年左右，这些物质被那些缓慢移动的恒星风带离了垂死的恒星。然而，这一切并不能改变恒星即将到达生命是终点的事实，当恒星本身变得更加炙热，会产生更快的恒星风，这导致了物质的较慢堆积，也就是我们在爆炸恒星周围所观察到的同心环状结构。这些环会被来自超新星的最初光线所照射，并在爆炸后的第一个十年时间开始逐渐消失，直到环内被超新星的冲击波撞击，气体因为被加热而产生强大的X射线发射。而这一系列过程，都被哈勃太空望远镜所捕获，通过超新星对周围环境动力学和化学的影响，为我们塑造了银河系的真实演化。

宇宙中的所有天体都有其自身的生命演化周期，而置身于这个浩瀚空间的恒星自然也不例外，最终耗尽燃料的它们可能会上演一次壮观的爆炸性视觉盛宴。不管一颗恒星的质量有多大，都会通过自身重量的破碎重力以提供核心完成核聚变、“氢转化为氦”这两个过程所需要的温度和压力，而在这样的融合过程中所释放的能量，足以使得该恒星变得更加膨胀。随着重力和压力的增加，聚变反应的强度水平也相应提高，伴随着更多能量的释放，恒星的进一步坍塌受到了阻碍；反之，当融合变得更加激烈，便会导致过度膨胀的发生，重力控制的减轻缓解了核心的压力，并导致了温度的降低。而恒星之所以能够可以持续数百万年到数十亿年、甚至是数万亿年，则是依赖于这种平衡行为，只要存在足有的燃料，恒星便可以继续驱动氦气以避免被重力压碎。

然而，由于重力的作用力从未间断，即使它能够被抵抗相当长的一段时间，但恒星最终仍然无法避免引力的积压。因为，当恒星逐渐老化，便会形成惰性氦的核心，当其自身的氢气耗尽，便再也无法阻止附近材料的重量，在核心达到1.8亿华氏度的时候，氦气本身也会发生融合，只是这样的聚合可能会在一段时间里表现得不那么有效，因为它只有获取更快的速度才能与重力抗衡，这个阶段大约会持续数百万年左右。众所周知，氦聚变反应中会产生氧和碳，而当这些氦气被吸干之后，其核心坍塌会增强到18亿华氏度，这些新元素也都将在更短的时间尺度上发生转变。

当硅这种物质在核心融化产生铁后开始消耗能量，不断压入的重力会将铁原子推到一起，且没有任何东西可以阻止这一切的发生，坚实的核心最终在这颗恒星内部形成。电子被强烈的引力撞击到铁核中，质子因此而转换为中子，这些看似渺小却致密的“中子核”拥有了抵抗重力的能力，并通过了被称为简并压力的一种效应。哪怕是在超新星爆炸的第一阶段，重力也无法集中到足够的拉力，而接下来将会发生什么，并没有人可以确定，因为很多在实际中爆炸的事件，却没能在科学家们的模拟过程中真正爆发。虽然超新星爆炸拥有足够的能量，但却未必可以在正确的时间爆发在正确的地方，超新星的初始时刻，本就是一个最难理解的特殊时期。不管是等离子物理学、辐射、中微子，还是核反应这些过程都会同时发生，科学家们只有通过更好的模拟和进一步的观察，才可能完全解锁这个恒星生命的最后时刻。

超新星爆发——大如月亮的星星

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月光明媚的夜晚，我们会看到很多星星，但是即便有些星星很明亮也不会像月亮一样可以照亮黑暗的夜空，然而我们在地球上确确实实曾经看到过一些及其明亮的星星。在公元1006年，宋朝时期，就曾经有过一次诡异的天象，这在当时朝廷负责天象观测的“天文台”给记录下来了，“ 景德三年四月戊寅，周伯星见，出氐南，骑官西一度，状如半月，有芒角，煌煌然可以鉴物，历库楼东 ”，也就是说当时天空出现了一颗及其明亮的星星，大小如同月亮，而且好像比月亮还要明亮，甚至可以在晚上当做灯泡照亮东西。

这就是 历史 上一次著名的超新星爆发事件，其中一种超新星爆发是恒星演化末期的一个短暂发展历程，恒星寿命即将终结时，此时的恒星内核坍缩导致外层剧烈爆炸，大部分物质被以极高的速度抛出并且释放出巨大能量；另一种是致密的白矮星由于某种原因（通常是吸积或者与周围星体碰撞），导致其质量增加，内核发生更高层次的核聚变而失控，从而发生超新星爆发事件。

超新星爆发是一个极其宏伟的场面，往往一个超新星爆发可以照亮它所在的整个星系，它持续几个小时到几个月不等，然而根据科学家推测，就在这么短的时间里所发出的能量是太阳一生发出能量的总和之多，所以超新星爆发的亮度是很高的。

著名的蟹状星云就是SN1054超新星爆发后留下的痕迹，也被称作超新星遗迹，这次的超新星爆发也是被宋朝天文学家记录下来了，可以说中国古代有关天象的记录实在是留下来好多宝贵材料，人类史上的第一次超新星爆发也是中国东汉时期文献记录的。大概是古代的人们晚上没事可做，对天有着独特的敬畏和崇拜，所以都喜欢夜观天象，而且各个朝代还都设立了司天监一类的官职，大概是希望从天象观测中能够获得一些真理和指引吧。

根据世界各地 历史 记载，超新星爆发频次并不高，特别是在地球上能够肉眼观测的更是稀少，每隔几个世纪才有一次，最近的一次就是1604年的开普勒超新星爆发，它也是距今最近的一次肉眼可见的超新星爆发事件。这样算来，地球上的夜空已经四百多年没有出现极其明亮的星星了（肉眼可见的），不知有生之年能否亲眼见证一次超新星爆发。

超新星爆发的原理究竟是什么呢？

超新星爆发的原理究竟是什么呢？由于超新星爆炸在太空中散落的重元素，我们的星球进化出了碳基分子生命，包括我们。然而，我们不希望今天有任何附近的恒星变成超新星，那种能量会吹走地球的大气层并摧毁地球上的一切。幸运的是，超新星是相对罕见的。据报道，只有颗是肉眼直接可见的，并在很远的地方有记录。最后一次银河系超新星爆炸是在1604年观察到的，安全距离约为20，000光年。

研究人员认为，一颗恒星必须至少是太阳质量的倍才能成为超新星。更大的质量意味着更密集的核心，更强烈的核聚变，更多的核能意味着更高的温度和压力，而恒星达到的力量平衡的规模远远大于太阳。这样的大质量恒星有数百万年的预期寿命。(由于太阳是一颗中低质量的恒星，不足以演化成一颗超新星，所以下面只讨论更大质量的恒星的演化）。超新星是一颗大质量恒星在其演化接近尾声时经历的一次剧烈爆炸，是恒星的 "暴力死亡 "事件。

超新星的爆炸机制可以分为两种情况。首先，当核聚变停止，老化的大质量恒星不能再通过热核反应产生能量时，该恒星在重力作用下坍缩成中子星（或黑洞）。引力塌缩释放的能量加热并消散了恒星的外层。白矮星可能从它的伴星上拾取并积累了物质（通过吸积），以提高其核心温度，足以点燃碳并导致失控的核聚变。最终，当核聚变的能量耗尽时，恒星就会坍塌并自我毁灭。

这些晚期的大质量恒星不再有足够的热核能量来平衡其中心的重力，导致恒星向中心坍缩，造成外层加热并猛烈爆炸，产生超新星。其结果是：恒星瓦解成一个不断膨胀的气体和尘埃混合物，分散到星际物质中，结束了恒星的进化历史。外层瓦解成一个膨胀的星云，中心的残余物坍缩成一个密集的物体，通常是一个快速旋转的中子星，密度约为每立方毫米10万吨。OMG!!!