超新星創造了宇宙萬物,我們所看到的一切,地球上的所有物質都是在超新星內部創造出來的,人類也同樣源自超新星,爆炸中的超新星孕育了我們身體中的每一個原子,太陽系中大多數的鐵都來自於一對50多年前爆炸的“雙子超新星”。
從地球的核心到摩天大樓,再到我們血液中的血紅蛋白,都是由來自於“雙子超新星”中的“Ⅰa型”超新星的鐵構成的,而比鐵更重的元素,比如金、銀和鈾,則來自另一種超新星·“單星超新星”。
圖解:雙子超新星
“單星超新星”與“雙子超新星”演化過程不一樣重量遠大於太陽的單星才可能成為超新星,這些巨星確實存在,有的比太陽重數十倍,有的重數百倍,越重的恆星燃燒的越快,一旦這些龐然大物開始衰老、消亡,它們內部的核反應便會加速,巨星在核燃燒助燃下燃燒非常迅速,恆星的品質越大,內部燃燒的溫度就越高,燃燒消耗得也越快。
與“雙子超新星”不同的是,巨型單星在爆炸之前 ,就創造了大量的元素,一旦這經們將氫氣轉化成氦氣,氦氣轉化成碳,碳再轉化成氧氣,它們就不會坍縮成“白矮星”。相反這顆巨星會繼續燃燒,在其核心深處形成一層層的新元素,在將氦氣燒成碳和氧氣之後,它們會繼續燃燒並將氖氣和氧氣轉化成矽。
這些元素是搭建宇宙的原材料,但它們此刻仍被困在巨星內部,不過它們最終都得以掙脫出來。
引發單個巨型恆星爆炸並釋放出新元素的導火線,正是同樣引發“Ⅰa型”超新星爆炸的鐵元素
鐵耗盡了恆星核聚變產生的所有能量,沒有了核聚變能量向外擴張的壓力,引力便開始向內擠壓巨星,巨星無法逃脫滅亡的命運。
巨型單星也許經歷了1000萬年,才成為超新星,但是最後的一刻來得非常迅速,一旦具備了鐵質核心,失去了力量的平衡,它就會在1毫秒內坍縮,它以1/3光速的速度向內收縮(就好比地球以光速的速度縮小為紐約市那麼大)。恆星變得極不穩定,巨大的引力引起核心坍縮,這一過程釋放出巨大的能量,致使內部的原子也開始擠壓到一起,當恆星逐漸變小,密度變大時,核心開始累積越來越多的能量,它的品質是太陽的1.5倍,而坍縮後的直徑只有15英里,密度是水的10000000億倍。
當這顆恆星時爆炸穿透恆星的外層,在此過程中創造出了比鐵重的新元素,鐵變成鈷,鈷變成鎳,繼續變成金、鉑和鈾,爆炸過程十分短暫,只製造了少量的重元素,這也是現在它們如此稀少的原因,超新星爆炸把這些新元素噴射到數10億公里外的太空中。令人難以置信的是,有些物質竟然在超新星的爆炸中倖存下來,目前我們知道一些大爆炸之後會留下遺骸,這些遺骸是人類發現的最奇特,也是最致命的物質。
恆星經歷了超新星爆炸並不一定意味著這顆恆星就消亡了有一些超新星爆炸後會演化成其中一顆更奇特的天體例如:
中子星脈衝星磁星黑洞超超新星中子星:
超新星爆炸後有時候會留下爆炸的遺骸,遺骸的種類取決於恆星的大小,比太陽大8倍的恆星在超新星爆炸後會留下一顆“中子星”,這是宇宙中最奇特的天體之一。
脈衝星:
當一顆巨星變成超新星時,其核心從一顆行星大小被擠壓到只有城市大小,核心承受的壓力十分強烈,內部的原子也擠壓到了一起,當原子被緊緊擠壓時,中間不留任何空隙,核心累積的巨大能量需要得到宣洩,核心爆炸摧毀了恆星的外層,品質極大的恆星,被壓縮成體積極小的“中子星”,可想而知它的密度高得驚人,一茶匙大小的“中子星”有1億噸重量,和恆星一樣重的“中子星”卻只有紐約市時那麼大。有些中子星會迅速旋轉,有些中子星旋轉的速度達到每秒鐘1000轉,放射出巨大的脈衝能量束,從星體的南北極爆發出來,這樣的中子星被稱為“脈衝星”。
磁星:
但“脈衝星”並不是超新星遺留下來的最奇特的物質,比太陽大30倍的恆星在爆炸時,會產生一種叫做“磁星”的中子星。
“磁星”比“脈衝星”更為神祕,它能產生強大的磁場,在極端的情況下,磁場強度能達到10至15億特斯拉,是地球磁場的100億倍,這種磁場非常強大,能在數千公里遠的地方將我們血液中的鐵吸走,但是“磁星”仍然不是超新星留下的最危險物體。
黑洞:
當超巨星的核心坍縮時,不僅會壓縮原子,同時也會壓縮其自身的空間和時間,這時超新星就會創造出“黑洞”。
超超新星:
當比太陽重100倍的恆星爆炸時,就會形成更為巨大的超新星,科學家們稱之為“超超新星”。
“超超新星”爆炸釋放出高能輻射叫做“伽馬射線暴”,在普通的超新星爆炸中,引力將星體的核心壓縮成“中子星”,但是在“超超新星”的爆炸中,星體要大的多,導致引力將核心壓縮成比“中子星”更為強大的物質-“黑洞”,黑洞立即開始吞噬這顆恆星的其他部分。
這顆恆星剩下的部分,並不能被較小的黑洞全部吸走,剩下的部分開始旋轉,形成吸積盤,大約每秒鐘向黑洞提供相當於地球品質100倍的能量,然而每秒100萬個地球品質超過了黑洞的吞噬量,使它難以立即消化,所以它又以接近光速的速度,將吸進去的大多數物質釋放出來,由此形成了兩束穿越黑洞的純能量波,產生於黑洞的伽馬射線衝破恆星的外層飛入太空,它們是宇宙中已知的最亮天體。普通超新星的亮度相當於太陽100億年亮度之和,而正在噴發的伽馬射線暴比超新星還要亮1000億倍。
圖解:這顆恆星剩下的部分,並不能被較小的黑洞全部吸走,剩下的部分開始旋轉,形成吸積盤,並且爆發
結語在地球還可以接收到伽馬射線暴的輻射,不僅亮度極高,還具有極強的破壞性,如果擊中地球,它將在數秒內毀掉大部分大氣層,如果伽馬射線暴離得足夠近,它將引起大規模的生物滅絕。地球表面將會被一氧化氮籠罩,炙熱的射線將摧毀植物以及藻類,摧毀地球的食物鏈系統,科學家認為是伽馬射線暴引起了這次大滅絕。
案例一:
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。
案例二:
離我們最近且對地球構成威脅的超新星“海山二”,這片壯麗的星雲,各種物質正在從這顆超新星爆炸中噴出來,它極不穩定,科學家正在尋找它已經爆發的伽馬射線暴輻射是否會給地球帶琮威脅的證據。
案例三:
“WR104”這顆超新星,這是一對正在滅亡的“雙子超新星”,遲早有一天它們將爆發伽馬射線暴,“WR104” 超新星的襲擊名單中就有地球。
圖解:銀河系最大恆星海山二噴發為新恆星爆炸型別
但是“海山二”可能並不是唯一的威脅,除此之外,還有其它正在消亡的恆星,實際上我們永遠都不會知道一顆恆星是否即將成為超新星,然後發生巨大的爆炸,當我們看到它爆炸時,已經為時晚矣,因為它們都是需要幾十年或許幾百年甚至幾千年才會被我們發現。
具體答案:
至今仍無人知曉。
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