超新星

超新星 （正體）

开普勒超新星（SN 1604）爆发后的残骸。照片是由钱德拉X射线天文台的多波段照片合成的

超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。爆发中会释放出大量等离子体，并且持续数周至数年时间，天空中好像突然出现了一颗新的恒星。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，留下一个超新星遗迹。蟹状星云就是一个著名的例子。

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。天文家认为这些观测差别代表这些超新星不同的来源。他们对II型的来源理论满肯定，但是虽然天文有一些意见解释I型超新星发生的方法，这些意见比较不肯定。

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超新星有氦的吸收线，而Ic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的生命（如II型），但它们可能在之前（巨星阶段）已经失去了氢（Ic则连氦也失去了），所以它们的光谱中没有氢的吸收线。Ib超新星可能是沃尔夫－拉叶型恒星塌缩的结果。

如果一颗恒星的质量很大，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最高的，把铁融合是不会释放能量，相反的能量反而会被消耗。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，释放出大量携带着能量的中微子。中微子将爆发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后抵达恒星的表面时，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恒星的核心直接塌缩成黑洞并产生了两股能量极大、近光速的喷流，发出强烈的伽傌射线。这有可能是导致伽玛射线暴的原因。

I型超新星一般都比II型超新星亮。

在一个大质量、演变的恒星（a）元素成洋葱的壳层状进行融合，形成铁芯（b） 并且达到钱德拉塞卡质量和开始塌缩。核心的内部被压缩形成中子（c），造成崩落的物质反弹（d）和形成向外传播的冲击波（红色）。冲积波开始失去作用（e），但是中微子的加入使交互作用恢复活力。周围的物质被驱散（f），留下的只有被简并的残骸。

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。一年里第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年发现的第一颗超新星。

著名的超新星

• 185年12月07日，东汉中平二年乙丑，中国天文学家观测到超新星185，这是人类历史上发现的第一颗超新星。该超新星在夜空中照耀了八个月。《后汉书·天文志》载：“中平二年（185年）十月癸亥，客星出南门中，大如半筵，五色喜怒，稍小，至后年六月消。”。
• 1006年——SN 1006，位于豺狼座，可能是有史以来人们记录到的最明亮的超新星，据推断其亮度达到了-9等。
• 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。它曾被伽利略用作反驳当时亚里士多德学派所谓上天永远不变的理论。
• 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第一次可以与实际观测比较的机会。

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。

注释

相关条目

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维基新闻相关报道：
英国自然期刊刊载人类首次观测超新星诞生完整过程

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