最早提出新星概念的是丹麥天文學家“第谷·布拉赫”,1572年在“仙后座”觀察到一顆新星,他在自己的書裡描述這種天體,用了“新星”這個名稱,後來人們發現這其實是一顆“超新星”,這顆超新星名為“SN 1572”(第谷超新星)。
這時中國正是“明隆慶六年”,《明史稿》裡記載:“隆慶六年冬十月丙辰,彗星見於東北方,至萬曆二年四乃沒。”指的就是這顆星。
中國在那個時候也沒有“新星”的概念,以為它是一顆“彗星”。
圖解:“SN 1572”(第谷超新星)遺蹟
“第谷·布拉赫”只是最早提出“新星”概念的人,並不是第一個發現“新星”的人
早在公元前204年,《漢書》就有關於新星的記載:“漢高帝三年七月,有星孛於大角,旬餘乃入。”
這個“大角”就是西方的“牧夫座α星”。
人類歷史上發現並記載的第1顆超新星,是在公元185年12月7日,“東漢中平二年乙丑,中國天文學家觀測到的超新星(SN 185),該超新星在夜空中照耀了8個月後。
《後漢書·天文志》記載:“中平二年十月癸亥,客星出南門中,大如半筵,五色喜怒,稍小至後年六月消。”
這個超新星就被命名為“SN 185”,位置在“圓規座”和“半人馬座”之間,靠近“南門二”(半人馬座α星)附近,距離地球4.22光年。
圖解:SN 185遺蹟
“新星”和“超新星”這兩種爆發有著不同的本質
“新星”並不是新出現的恆星,實際是原有的恆星,因為某種原因而發生爆炸時,亮度急劇增加的結果,有的“新星”亮度極大就被稱為“超新星”。但從恆星演化的角度看,“新星”和“超新星”這兩種爆發有著不同的本質:
“新星”
這個名字很容易讓人產生誤導,實際上它是屬於“激變變星”的一個類別,曾經由於其突然出現而被認為是剛剛誕生的恆星。
“激變變星”是擁有一顆白矮星和伴星的雙星系統,這顆伴星通常是紅矮星,但有些情況下它也可以是一顆白矮星或正在演化成次巨星,這些星通常原本都很暗,很難被發現,是由吸積在白矮星表面的氫造成劇烈的爆炸,爆發時突然增亮,這個過程是可重複的,所以 “新星”都是再發新星,只要伴星能繼續供應氫在白矮星的表面吸積,一顆白矮星就能反覆的爆發成為“新星”。
舉例說明:
例如“蛇夫座·RS”,從1893年到2006年就有過6次爆發記錄。
圖解:吸積過程
“超新星·Super Nova”
大品質恆星晚年,鐵會發生光致分解,吸收大量的能量,造成沒有能量對抗重力,核心會在幾分之一秒內瞬間坍縮,造成一次強烈的超新星爆發,8~30個太陽品質的恆星,超星星爆發後會形成一顆中子星,超過30個太陽品質的恆星會形成黑洞,這種型別的超新星,一般稱為“Ⅱ型超新星”這個分類方法主要是按照他們光譜上不同元素的吸收線,沒有氫吸收線的叫做“Ⅰ型超新星”。有氫吸收線的叫做“Ⅱ型超新星”。
圖解:開普勒望遠鏡捕獲到的超新星爆發
一顆超新星爆發,對地球有影響嗎?
其實它的實際位置一定離我們很遙遠,星座劃分只是按照我們看到的星星在天球上的相對位置,方便歸類,並不是實際位置,實際位置可能差的非常遠。比現在年拍攝的黑洞照片就位於“M87”星系,雙叫“室女座A星”系距離地球5500萬光年,“室女座A星”就是黃道十二星座裡的“處女座”,“角宿一”就在“室女座”,距離地球只有250光年,所以在同一個星座裡的恆星距離很遠。
任何3300光年內的超新星爆炸都可能影響地球,但距離要到30光年左右,才可能對地球生物圈構成重大的危害,最直接的殺傷是“伽馬射線暴”。
舉例說明:
第一、4.4億年前,導致地球85%物種毀滅的“奧陶紀生物大滅絕”的罪魁禍首,就是超新星爆發釋放的“伽馬射線暴”造成的。
第二、目前有幾個候超新星會對地球造成重大的危害,其中就包括“參宿四”。距離地球最近的候選超新星是“HR8210(飛馬座IK A星)”是一個雙星系統,距離地球只有150光年,位於“飛馬座”,不過科學家判定“HR8210”在不久的將來還不會發展成紅巨星,而且這顆星相對於太陽的空間速度為20.4公里/每秒,相當於每14,700年移動一光年,在500萬年後的未來“HR8210”將會與太陽相距超過500光年,所以目前來看沒有威脅。
圖解:超新星爆發-“伽馬射線暴”
結語
“伯利恆之星”是記載在《聖經·新約·馬太福音·第二章》傳說,“伯利恆之星”是聖誕樹頂端的一顆星星,大約在2000年前,當耶穌在馬廄裡降生時,這顆星照亮了“伯利恆”的早晨。這顆星在天上至少存在了幾個月到一年以上,只出現在耶路撒冷的星空中。
圖解:“Ⅰa型”超新星的亮度
當今的科學家認為這顆被稱為“伯利恆之星”的星星,其實就是典型的“Ⅰa型”超新星大爆炸後,在經過幾百萬甚至更長的時間才出現耶路撒冷的星空中。
“Ⅰa型”超新星的形成需要一個雙星系統,一個是巨星一個是白矮星,2.3~8倍太陽品質的恆星演化過程和太陽類似,最終會形成一顆碳氧白矮星,這顆碳氧白矮星的密度極大,因此可以從其伴星吸積物質從而繼續增加自身品質,當其品質增加到其最大穩定品質極限時,也就是太陽品質的1.4倍,其中心會激發不穩定的熱核燃燒,放出的能量足以將整個碳氧白矮星炸碎,這個過程中會形成大量的放射性“鎳”,“鎳”及其放射性子核的放射性衰變能量注入到拋射物中,將其加熱,從而使“Ⅰa型”超新星看起來更加明亮。