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当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

超新星的爆炸,是宇宙中最激烈的爆炸, 是什么赋予它们如此巨大的能量?

当天文家试图在计算机模拟超新星爆炸时,遇到了难题,他们无法从濒死恒星中,获取足够的能量来创造超新星,计算机模型无法模拟恒星爆炸,天文家们知道要使一颗恒星爆炸需要巨大的能量,可是天文学家无法找到这种能量。

当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

图解:超新星爆炸

当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

如何证明超新星产生了“中微子”

由此可见,辐射是所有释放出的能量中,极其微小的部分,即使气体膨胀产生动能,也仅点总能量的1%,爆炸产生的其它99%的能量去了哪里?

要使模拟实验与真实情况相匹配的唯一方法就是加入一种神秘微粒–“中微子”。没有“中微子”试验数据就无法与现实吻合,那么天文学家如何证明超新星确实产生了“中微子”,来看看以下案例。

案例:

168000年前,一颗名为“大麦哲伦星云”的超新星在银河系附近的星系中爆炸,当科学家们看到来自爆炸的光线时,他们将它命名为超新星“1987A”。

超新星“1987A”对于超新星研究十分重要,因为这是自望远镜发明以来发现的第一颗超新星,天文学家得以利用现有的一切技术研究它从爆炸至今的全过程。

在这些工具中,有一种是深埋在地下的“巨型中微子探测器”,这种设备让天文学家探测到了一股辐射穿过了“中微子探测器”,因此,发现来自超新星“1987A”的中微子,就证明了天文学家的猜测是正确的,因为一直都只是猜测其它99%的爆炸能量存在于中微子中,但是没有人真正发现过它们,现在有了证据可以证实中微子携带了超新星的能量。

当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

图解:美国宇航局发布大麦哲伦星云中大质量星体爆炸后遗留残骸

当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

当恒星内核坍缩成为中子星时产生了“中微子”

当超新星的内核在爆炸之前压缩时,里面的原子发生了分裂,内核温度升高,将原子碎片聚变成燃烧的中微子,当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子,大约十秒钟的时间,内核以中微子发光闪耀时,这比宇宙其它地方产生出的所有能量都多得多。

十秒钟内的那一刻核极其耀眼,引力已无法将这些中微子控制在内核中,它们喷发而出并迸发出耀眼的光芒,将濒死的恒星撕得粉碎。

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图解:恒星碳缩过程示意图

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中微子的发现改变了人们对超新星的认识,然而超新星即将揭示出宇宙中最神秘的力量,这种力量将改变宇宙的命运

超新星爆炸是如此耀眼,以至于我们能够透过整个宇宙看到它们,天文学家由此揭开了宇宙中最神秘的谜团之一。

宇宙大约在138年前的一次大爆炸中诞生,它由一个比原子还小的极微小能量点膨胀而来,形成了横跨亿万光年的宇宙,而且它仍在不断膨胀。

科学家曾经认为宇宙的膨胀速度正在减慢,但是它们没有办法证明这一点,直至他们发现了“Ⅰa型”超新星,当白矮星的质量达到太阳的1.4倍时就会爆炸,这些爆炸通常会释放出等量的光,这些光是测量太空距离的完美标尺。

关于“Ⅰa型”超新星天文学家已知它们的实际亮度以及它们的观测亮度,就能测出它们和地球的距离,距离地球越远的,在望远镜中看上去就越暗,还可以测量出宇宙另一端的距离以及数十亿光年之外星系的距离。

天文学家原本以为他们找到了证据,来证明宇宙膨胀的速度正在减缓,但事实却出人意料。1998年,天文学家做出了一件出人意料的事情,在引力的作用下,宇宙的膨胀速度正在减缓,而且宇宙万物的质量也会令其膨胀速度放缓,然而膨胀实际上在加速,它在加速膨胀。

当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

图解:宇宙膨胀就像一个气球在慢慢变大,气球上的斑点代表星系团,而现实中每个星系都在远离彼此

结语

天文学家依然不明白为什么宇宙会膨胀得越来越快,他们认为有一种未知的能量在起作用,他们将其称为“暗能量”,但是很难证明这种能量的存在,因为它看不见,摸不着,也探测不到,目前在所有物理问题中,是最值得观测研究的。

当恒星内核坍缩成为中子星时,超新星产生了大量的中微子

图解:暗能量和暗物质占据整个宇宙的95.1%

从暗能量到黑洞、超新星为我们解答了宇宙中一些最深奥的谜题,爆炸的恒星创造出构建宇宙的基本元素,向我们揭示出宇宙形成的奥秘,很难想象构成我们身体的原子,就源自于数十亿年前的超新星爆炸。

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