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“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

最早提出新星概念的是丹麦天文学家“第谷·布拉赫”,1572年在“仙后座”观察到一颗新星,他在自己的书里描述这种天体,用了“新星”这个名称,后来人们发现这其实是一颗“超新星”,这颗超新星名为“SN 1572”(第谷超新星)。

这时中国正是“明隆庆六年”,《明史稿》里记载:“隆庆六年冬十月丙辰,彗星见于东北方,至万历二年四乃没。”指的就是这颗星。

中国在那个时候也没有“新星”的概念,以为它是一颗“彗星”。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

图解:“SN 1572”(第谷超新星)遗迹

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

“第谷·布拉赫”只是最早提出“新星”概念的人,并不是第一个发现“新星”的人

案例一:

早在公元前204年,《汉书》就有关于新星的记载:“汉高帝三年七月,有星孛于大角,旬余乃入。”

这个“大角”就是西方的“牧夫座α星”。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

案例二:

人类历史上发现并记载的第1颗超新星,是在公元185年12月7日,“东汉中平二年乙丑,中国天文学家观测到的超新星(SN 185),该超新星在夜空中照耀了8个月后。

《后汉书·天文志》记载:“中平二年十月癸亥,客星出南门中,大如半筵,五色喜怒,稍小至后年六月消。”

这个超新星就被命名为“SN 185”,位置在“圆规座”和“半人马座”之间,靠近“南门二”(半人马座α星)附近,距离地球4.22光年。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

图解:SN 185遗迹

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“新星”和“超新星”这两种爆发有着不同的本质

“新星”并不是新出现的恒星,实际是原有的恒星,因为某种原因而发生爆炸时,亮度急剧增加的结果,有的“新星”亮度极大就被称为“超新星”。但从恒星演化的角度看,“新星”和“超新星”这两种爆发有着不同的本质:

“新星”

这个名字很容易让人产生误导,实际上它是属于“激变变星”的一个类别,曾经由于其突然出现而被认为是刚刚诞生的恒星。

“激变变星”是拥有一颗白矮星和伴星的双星系统,这颗伴星通常是红矮星,但有些情况下它也可以是一颗白矮星或正在演化成次巨星,这些星通常原本都很暗,很难被发现,是由吸积在白矮星表面的氢造成剧烈的爆炸,爆发时突然增亮,这个过程是可重复的,所以 “新星”都是再发新星,只要伴星能继续供应氢在白矮星的表面吸积,一颗白矮星就能反复的爆发成为“新星”。

举例说明:

“蛇夫座·RS”,从1893年到2006年就有过6次爆发记录。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

图解:吸积过程

“超新星·Super Nova”

大质量恒星晚年,铁会发生光致分解,吸收大量的能量,造成没有能量对抗重力,核心会在几分之一秒内瞬间坍缩,造成一次强烈的超新星爆发,8~30个太阳质量的恒星,超星星爆发后会形成一颗中子星,超过30个太阳质量的恒星会形成黑洞,这种类型的超新星,一般称为“Ⅱ型超新星”这个分类方法主要是按照他们光谱上不同元素的吸收线,没有氢吸收线的叫做“Ⅰ型超新星”。有氢吸收线的叫做“Ⅱ型超新星”。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

图解:开普勒望远镜捕获到的超新星爆发

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

一颗超新星爆发,对地球有影响吗?

其实它的实际位置一定离我们很遥远,星座划分只是按照我们看到的星星在天球上的相对位置,方便归类,并不是实际位置,实际位置可能差的非常远。比如今年拍摄的黑洞照片就位于“M87”星系,双叫“室女座A星”系距离地球5500万光年,“室女座A星”就是黄道十二星座里的“处女座”,“角宿一”就在“室女座”,距离地球只有250光年,所以在同一个星座里的恒星距离很远。

任何3300光年内的超新星爆炸都可能影响地球,但距离要到30光年左右,才可能对地球生物圈构成重大的危害,最直接的杀伤是“伽马射线暴”。

举例说明:

第一、4.4亿年前,导致地球85%物种毁灭的“奥陶纪生物大灭绝”的罪魁祸首,就是超新星爆发释放的“伽马射线暴”造成的。

第二、目前有几个候超新星会对地球造成重大的危害,其中就包括“参宿四”。距离地球最近的候选超新星是“HR8210(飞马座IK A星)”是一个双星系统,距离地球只有150光年,位于“飞马座”,不过科学家判定“HR8210”在不久的将来还不会发展成红巨星,而且这颗星相对于太阳的空间速度为20.4公里/每秒,相当于每14,700年移动一光年,在500万年后的未来“HR8210”将会与太阳相距超过500光年,所以目前来看没有威胁。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

图解:超新星爆发-“伽马射线暴”

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

结语

“伯利恒之星”是记载在《圣经·新约·马太福音·第二章》传说,“伯利恒之星”是圣诞树顶端的一颗星星,大约在2000年前,当耶稣在马厩里降生时,这颗星照亮了“伯利恒”的早晨。这颗星在天上至少存在了几个月到一年以上,只出现在耶路撒冷的星空中。

“Ⅰa型”超新星大爆发照亮了“伯利恒”的早晨

图解:“Ⅰa型”超新星的亮度

当今的科学家认为这颗被称为“伯利恒之星”的星星,其实就是典型的“Ⅰa型”超新星大爆炸后,在经过几百万甚至更长的时间才出现耶路撒冷的星空中。

“Ⅰa型”超新星的形成需要一个双星系统,一个是巨星一个是白矮星,2.3~8倍太阳质量的恒星演化过程和太阳类似,最终会形成一颗碳氧白矮星,这颗碳氧白矮星的密度极大,因此可以从其伴星吸积物质从而继续增加自身质量,当其质量增加到其最大稳定质量极限时,也就是太阳质量的1.4倍,其中心会激发不稳定的热核燃烧,放出的能量足以将整个碳氧白矮星炸碎,这个过程中会形成大量的放射性“镍”,“镍”及其放射性子核的放射性衰变能量注入到抛射物中,将其加热,从而使“Ⅰa型”超新星看起来更加明亮。

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