新星,超新星,超巨星,千新星——有什么区别?

发布时间:2025-05-24 10:30

nova一词来自“nova stella”,拉丁语中“新星”的意思,这个名字是第谷·布拉赫在1572年突然出现的,当时天空中从未出现过一道光。

此后的几个世纪里,天空中每一颗新星的突然出现都被称为新星。由于我们对这些物体的距离以及它们的内在亮度有了更多的了解,我们创建了不同的类别。我们将第谷看到的物体归类为超新星,并用nova来指代有点不同的东西。超新星不仅仅是新星的稍微明亮的版本,它们是两个过程之一的结果,每一个过程都与导致新星的过程不同。此外,它们的内在亮度相差超过10000倍。

这两类物体,以及最近命名的超巨星和千新星,都已成为我们了解宇宙运行的最佳指南之一,因此了解每一类物体的性质很重要。

新星

第谷在望远镜发明前七年去世,他不知道这些"新星"根本不是新的,而是以前肉眼看不到的微弱物体,突然亮度飙升。

事实上,每颗新星实际上都是两颗恒星,其中一颗是白矮星,这是一颗经过生命周期并收缩到地球大小的物体质量与太阳相似的恒星。

另一颗恒星通常是红巨星——一颗膨胀到外层引力很弱的恒星。二者被锁定在一个紧密的轨道上,白矮星逐渐从其伴侣身上提取物质,并在其表面定居下来。

到达白矮星令人难以置信的高温和致密表面后,新材料开始融合,并在快速爆发中释放出相关能量。

一些新星相当有规律地这样做,特别是如果这对新星有一个细长的相互轨道,只会使它们足够靠近,以便在特定时间发生质量转移。其中最亮的北冕座 预计将在明年或后年再次变亮。

超新星

与这里描述的其他类别不同,超新星可能有不止一个原因。它们有一个共同的名字,因为它们达到了相似的内在亮度,尽管它们到达那里的道路不同。

在我们了解超新星的过程之前,我们根据其光谱中发现的元素对其进行了分类。因此,尽管分为I型和II型,但这并没有捕捉到在一个月内使它们超过整个星系的过程中更重要的区别。

Ia型超新星类似于新星,因为它们包含一颗白矮星和附近的恒星。然而,白矮星并没有在从伴星上提取的相对少量的物质中引发爆炸,而是捕获了如此多的质量,以至于超过了关键的1.44太阳质量阈值。

当一颗白矮星通过这个被称为钱德拉塞卡极限的质量时,整个物质爆炸,释放出1044焦耳。关于Ia型超新星是否通常代表两颗白矮星合并,这一过程被称为双简并,一些争论仍在继续。更传统的观点是,大多数都更像新星,只是白矮星在从邻近的红巨星或主序星上提取物质之前,非常接近钱德拉塞卡极限。

另一种类型的超新星,在大众的想象中更常见,但天文学家较少寻找,包括Ib型、Ic型和所有II型。这些涉及到巨星,它们在生命的尽头已经燃烧掉了所有较轻的元素。由于无法提供抵消重力的外力,恒星的核心坍塌,导致温度大幅上升,从而产生反弹,释放出大量能量,并释放出膨胀的物质云。

超巨星

可以说,超巨星只是一颗具有良好PR的大超新星。它们是在太阳质量超过30的恒星发生核心坍缩时形成的,类似于上述过程。

然而,在大多数核心坍塌超新星释放出与Ia型相似数量的光的地方,超巨星的亮度至少是Ia型的10倍,有时是100倍。

超巨星也与长伽马射线爆发有关,它们产生的黑洞被认为会旋转并发出近光速的喷流,就像星系中心的超大质量黑洞的小版本一样。

尽管这里描述的其他类别彼此明显不同,但关于超新星和超巨星之间的界限应该划在哪里,仍然存在一些争论。

千新星

千新星也是一个新词,用来描述2017年首次出现的东西。千新星涉及两颗围绕彼此运行的中子星,它们的轨道衰减到碰撞点,释放出引力波和电磁辐射,也包括伽马射线暴。

中子星是罕见的——只是作为核心坍塌超新星的产物存在,这些超新星来自不足以成为黑洞的恒星。自然,两个物体如此接近,最终发生碰撞的情况更为罕见。直到我们能够探测到跨越一亿光年的引力波。

尽管如此,千新星提供了宇宙中许多较重元素中的绝大多数。其中仅重金属就产生了一千个地球质量。如果没有它们,地球将缺乏我们建立技术社会所需的许多材料,甚至人类的存在也可能被证明是不可能的。

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