宇宙|超新星:元素的创造者 没有它们就没有我们( 四 )
关于超新星的一个有趣的事情是,当恒星爆炸时,它不会立即达到最大亮度 。这需要几天甚至几周的时间 。
第一道闪光是超新星爆炸的一部分,这道闪光将成吨的物质喷射到垂死恒星周围的太空中 。但正是这些喷射出来的碎片让超新星发光,它们的发光程度往往比爆炸本身还要亮 。
重元素是在大质量恒星的核心内部形成的,但更重的元素是在爆炸本身的事件中形成的 。
当恒星撕裂的时候,温度和压力都是巨大的 。曾经构成恒星层的元素融合在一起,然后创造出更重的元素 。其中一些是有放射性的,这些放射性元素的衰变实际上就产生了光 。
这使得它在更长的一段时间内,拥有更多的亮度 。这片明亮闪亮的物质云,可以持续数月甚至数年 。这些超新星残骸像宇宙烟火一样照亮了宇宙 。
这些通常都是夜空中非常美丽的东西 。但这些并不只是漂亮的灯光秀,它们对星系和恒星系的演化起着至关重要的作用 。
一些必要的成分,比如硫,磷以及碳和氧 。它们都是建造一个像地球这样的岩质行星所必需的元素 。这些元素也只能在大质量恒星内部形成,并且只能通过超新星爆炸传播 。
美国宇航局的钱德拉太空望远镜研究了银河系中最著名的天体之一——超新星遗迹仙后座 “a” 。
仙后座 “a”是一个相对年轻的超新星残骸,甚至还不到400年 。自从仙后座 “a”爆炸后,一直在扩大 。现在它的直径是29光年,利用x射线,钱德拉太空望远镜观察了这片巨大星云的内部 。
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仙后座“a”
科学家们发现,这次事件喷出的物质,创造了比地球质量大几万倍的重要物质 。70000倍地球质量的铁,还有100万倍地球质量的氧气 。这些元素对生命,对地球,对我们都很重要 。
所以说,我们血液中的铁,骨骼中的钙,都是在数十亿年前超新星爆炸中形成的 。
这项新研究揭示了,更不寻常的事情 。仙后座“a”也拥有构成生命的元素 。
科学家们在那颗超新星残骸中看到了DNA所必需的每一个原子 。我们的DNA分子是由曾经存在于大质量恒星核心的物质组成的 。
【僵尸恒星】
几千年来,人类一直对天空中出现的明亮的新星感到好奇 。随着不断的观察到超新星,科学家们发现,并不是所有的超新星都是一样的,它们有很多种 。
有些是白矮星从一个双星中窃取物质,然后变得非常大,最终导致爆炸的结果 。
除此之外,所有其他超新星,都是在自身引力作用下坍缩的大质量恒星 。
科学家们还根据是否存在氢,对超新星进行了分类,把超新星分为I型或II型 。
如果把来自超新星的光分解成不同的颜色,就得到了它的光谱 。如果光谱中有氢的特征,那就是II型超新星 。如果缺氢,那就是I型 。
或许你会认为,既然科学家已经对超新星进行分类了,那么一定对超新的研究的差不多了 。然而,事实上并没有 。超新星还有很多未知之谜 。
2014年9月,一颗超新星出现在大熊星座,明亮光持续了600天 。当科学家们检查记录时,他们发现60年前,在同一地点发现过一颗超新星 。
一颗恒星似乎在一次又一次地死亡 。这颗特别的恒星是科学家们以前从未见过的 。它看起来很奇怪,在几年的时间里,它实际上变亮和变暗了大约五次 。
从总能量的角度来看,每一次的增亮都可以称得上是一颗超新星 。这颗超新星似乎永远不会消亡 。
那么这怎么可能在同一颗恒星上一再地发生呢?一颗恒星怎么会有多次死亡呢?这真的像是一个僵尸恒星 。
经过研究,科学家们认为,答案就在于其庞大的规模 。
这颗恒星,是一颗非常大的恒星,大约是太阳质量的100倍或更多 。这是一颗恒星在不分裂的情况下的最上限 。
这颗恒星是如此之大,以至于核心的反应非常惊人 。这些高能的反应,产生的不仅仅是元素,同时产生了伽马射线 。
伽马射线是你能想象到的最具能量的光,是伽玛射线的巨大能量支撑着垂死的恒星,对抗着向内推的引力 。
但它也影响着伽玛射线本身,超过一定能量的伽马射线,会做出一些奇怪的事情:它们可以把自己变成物质 。
我们都知道,物质可以转变成能量,这就是原子弹与氢弹的原理 。爱因斯坦的质能方程让我们知道了,质量能转变成非常多的能量 。
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