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第11章 新星

有时候,当你遥望星空,可能会惊奇地发现,在天上的某一星区,出现了一颗从来没有见过的明亮星星!然而仅仅过了几个月甚至几天,它又神秘消失了。

这种“奇特”的星星叫做新星或者超新星。在我国古代又被称为“客星”,意思是这是一颗“来作客”的星星。

新星和超新星是变星中的一个类别。人们看见它们突然出现,曾经一度以为它们是刚刚诞生的恒星,所以取名为“新星”。其实,它们不但不是新生的星体,相反,而是正走向衰亡的老年恒星,它们就是正在爆发的红巨星。当一颗恒星步人老年,它的中心会向内收缩,而外壳却朝外膨胀,形成一颗红巨星。红巨星很不稳定,总有一天它会猛烈地爆发,抛掉身上的外壳,露出藏在中心的白矮星或中子星来。

在大爆炸中,恒星将抛射掉自己大部分的质量,同时释放出巨大的能量。这样,在短短几天内,它的光度有可能将增加为原来的几十万倍,这样的星叫“新星”。如果恒星的爆发再猛烈些,它的光度增加甚至能超过1000万倍,这样的恒星叫做“超新星”。

现代天文学已证实,着名的蟹状星云、古姆星云及幕状星云都是恒星爆炸后的遗骸——超新星遗迹。超新星是大质量恒星(其质量是太阳质量的10倍以上)在晚年发生激烈的、粉碎性的爆炸现象。

大质量的恒星在晚年为什么会爆炸呢?

一些大质量的恒星,它的内部像一个巨大的不断燃烧着的热核反应炉。它们的里层,即星核以氢为燃料,氢燃料耗尽后,氦开始燃烧,其后是碳、氧,直到硅。每当恒星核心的一种燃料用完后,星核缺少能量时便开始收缩,收缩时释放出更大的引力能,使星核内部达到更高的温度,一直高到下一种燃料的点火温度,接着开始新的燃烧。到恒星的晚年,变得越来越不稳定,热核反应一轮接着一轮,温度越来越高,反应的速率一次比一次加快。当内部燃料耗尽、燃烧停止时,恒星的核心开始发生灾难性的坍缩,坍缩的过程极为短暂,几乎不到一秒钟。这突发的坍缩引起巨大的内部压力,就像突然用猛力挤压一个气球一样,逼迫着恒星星核的包层,包层被迅速加热,危及着包层内的“火药库”——氧、氢、氖等轻元素,这些轻元素正是恒星爆炸所需要的核燃料,最终导致了整个恒星爆炸,从而形成超新星爆炸。

有史以来,人类仅发现过6次银河系的超新星爆炸。到1988年止,人类发现河外星系中的超新星671颗。

超新星并不是“超级新生的星”,而是恒星演化过程中的一个关键阶段,有人把它称为恒星寿终前的“回光返照”。超新星的爆发比一般新星爆发强许多倍。一般新星爆炸后还可能再度出现,而超新星几乎要把整个星体爆炸掉,其爆发现象特别壮观,亮度可一下提高100亿倍。据我国史书记载:1054年金牛座超新星“昼见如太白,芒角四出,色赤红,凡见二十三日”。这颗超新星在东方天空出现时比金星还亮,白天都可以看到,如此罕见的天象持续了23天。700多年后,一位英国天文爱好者用望远镜在这颗超新星的位置上发现了一个螃蟹状的星云,这团气体正是1054年超新星的遗迹,而且这个星云仍在向外膨胀。

超新星爆发的激烈程度是让人难以置信的。据说它在几天内倾泻的能量,有一颗青年恒星在几亿年里所辐射那么多,以至它看上去就像一整个星系那样明亮!

新星或者超新星的爆发是天体演化中的重要环节。它是老年恒星辉煌的葬礼,同时又是新生恒星诞生的推动者。超新星的爆发可能会引发附近星云中无数颗恒星的诞生。另一方面,新星和超新星爆发的灰烬,也是形成别的天体的重要材料。有专家认为,今天我们地球上的许多物质元素就来自星空中那些早已消失的恒星。

对超新星及其物理现象的研究有助于全面研究天体的结构和演化规律。天文学家通过研究超新星的气体膨胀壳,以及它的亮度和温度,可以测量出超新星距离,进而推测出我们宇宙的大小。

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