[圖文]科學家觀測到最大超新星爆炸全過程 | 陽光歷史

 

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[圖文]科學家觀測到最大超新星爆炸全過程

2016年11月11日 宇宙奧秘-短篇 暫無評論 閱讀 134 次

科技時代_科學家觀測到最大超新星爆炸全過程(圖)

科學家觀測到最大超新星爆炸全過程



  據物理學家組織網報道,以色列魏茲曼科學研究所和美國聖地亞哥州立大學的科學家從頭至尾觀測到了一顆迄今為止最大的超新星爆炸全過程,其中包括黑洞形成。


  以色列魏茲曼科學研究所和聖地亞哥州立大學的科學家,從首次觀察過程中注意到一顆體積是太陽的50倍的恆星發生爆炸時的情景。他們繼續對這種壯觀場面進行追蹤,發現這顆恆星的大部分質量會自行瓦解,形成龐大的黑洞。


  雖然人們利用裸眼或者高科技科研衛星都看到過正在爆炸的恆星——超新星,但是沒有一個人曾直接觀察過一顆巨型恆星發生爆炸時會出現什麼情況。以色列魏茲曼科學研究所物理學系的阿維沙依·蓋爾·亞姆(Avishay Gal-Yam)博士和聖地亞哥州立大學的道格拉斯·倫納德教授最近查找到一顆瀕臨爆炸的巨型恆星,他們計算了這顆恆星的質量,並觀察了它的爆炸全過程以及最終結果。他們的發現支持了質量是我們的太陽的幾十倍到數百倍的恆星最終是以黑洞的形式結束生命的理論。


  一顆恆星從誕生開始,它的體積和「能場」都注定了它的死亡。「能場」是確保恆星發光的動力源。包括我們的太陽在內的所有恆星都是由氫核與氦在內核的高溫高壓作用下發生熔合提供燃料。一個氦核子的質量比四個氫核的總質量稍輕,我們知道,恆星損失的質量將以能量的形式釋放出去。


  跟我們的太陽一樣大的恆星用完氫燃料後,它們會在相對平靜的膨脹過程中,最終用盡所有燃料。但是一顆質量是太陽質量的8倍或者更多的恆星,它的死亡過程更具戲劇性。它們耗盡氫後,核子融合仍在繼續,這導致恆星的不同層產生更重的元素。當這個過程發展到一定程度,恆星的核變成鐵後,另一種現象將會出現:在恆星內核的高溫和高壓作用下,鐵核子分裂成質子和中子。與此同時,這個過程導致恆星內核和包裹內核的外層向內坍塌,將剩下的恆星原料迅速釋放到太空中,形成明亮的閃光。


  一顆超新星在幾天內釋放的能量,比我們的太陽在一生中釋放的所有能量還多,而且爆炸形成的亮光在距離它數百光年的地球上都能看到,即使在大白天也不例外。雖然超新星的外層發出的耀眼亮光照亮了宇宙空間,但是恆星的內核會進一步向裡塌陷。坍塌產生的重力非常強大,導致質子和電子結合在一起,形成中子,這顆恆星從一顆周長是10000公里的球體減小到周長僅為10公里的球體。一筐這種恆星材料的質量和整個地球的質量差不多。這些科學家表示,但是當那顆正在爆炸的恆星質量是我們的太陽的20倍或者更多時,它產生的引力非常強,即使光波也無法逃出。因此人們根本看不到這樣一顆恆星——黑洞。


  迄今為止,科學家已經測量的恆星,沒有一顆的質量超過太陽的20倍。蓋爾·亞姆和倫納德現在正利用夏威夷莫納克亞山上的凱克望遠鏡和哈勃太空望遠鏡觀察太空中的一個特殊區域。他們確定一顆即將發生爆炸的恆星後,通過計算,發現它的質量大約是太陽的50到100倍。進一步觀察顯示,在爆炸過程中,這顆恆星只損失了一小部分質量。蓋爾·亞姆表示,隨著引力增大,它的大部分材料都被吸進坍塌的內核裡。事實上在稍後拍攝的這個區域的照片中,該恆星似乎消失不見了。換句話說就是,現在這顆恆星已經變成一個黑洞,它的密度非常大,即使光線也無法逃逸出來。





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