長期以來,人們一直認為新星是從宇宙中新產生出來的天體。直到19世紀末,這一想法才有所改變。那時,照相方法已經引入天文觀測,人們對整個天空進行了巡天照相。由於照相底片能夠累積光線,所以較暗的星經過長時間曝光,在底片上也能顯現出來。在照相的星圖上人們發現,新星出現以前,在那個位置上早已存在著星星,隻是由於它太暗,我們肉眼看不見罷了。當新星最為明亮期過後,在新星“消失”的位置上,用照相方法仍可觀測到那顆星星。這時,人們才正確地認識到新星並不是新誕生出來的星。

新星出現時,極其明亮。1918年天鷹座出現一顆新星,亮度達-1.1等,在天空中,成為僅次於天狼星的第二亮星。一般的新星的亮度也達到1等星。

新星出現前,它的亮度很暗,都在肉眼視力範圍之外,而肉眼能看到的最暗星是6等星。新星發亮前後,亮度變化可以達到7~16星等。像1975年天鵝座出現的新星,亮度變化達19個星等。星等相差1等,亮度相差2.5倍,新星發亮前後,亮度可以劇增幾百萬倍至幾千萬倍。究竟是什麼原因使恒星亮度劇增呢?

人們用光譜分析的方法研究了新星的光譜,發現在新星亮度極大時,光譜線向紫端移動,表明新星外層大氣向觀測者方向移動。由譜線位移可以計算出,新星向外膨脹的速度為1000公裏/秒以上。這樣巨大的膨脹速度說明什麼呢?說明新星在“爆炸”。由於新星的爆炸,使新星的亮度驟然劇增幾千倍。

新星的爆發

新星爆發,大量物質被拋射到宇宙空間裏,星體會不會因爆炸而瓦解呢?

人們研究了幾十個爆發後的新星光譜,發現這些光譜和一些演化到晚年的熱矮星的光譜非常相似。於是人們產生這樣一種認識,新星不是恒星的幼兒階段,而是恒星的暮年階段。新星爆發是恒星行將死亡的前奏曲,是恒星的“天鵝之歌”。

20世紀50年代,由於天文觀測技術的進步,人們不但可以知道爆發後的新星的亮度,還能夠知道新星爆發前的亮度。對比兩者,竟發現了一個未曾意料到的結果。絕大多數的新星,爆發前後的亮度是相同的,經曆一次爆炸,新星又恢複到爆發前的狀態。新星爆發不是恒星的解體,而是一次“調整”。

進一步研究新星爆發的能量和質量變化後發現,經過一次爆發,恒星的質量僅僅損失萬分之幾到千分之幾個太陽質量(一個太陽質量為2×10.30公斤,即2000萬億億億噸),拋出的物質微乎其微。

新星種類

新星是爆發型變星的一種,屬於爆發型變星的還有再發新星、矮新星的和類新星等,它們或多或少都具有和新星類似的特征。再發新星是指觀測到不止一次爆發的新星,大體上每10~100年就爆發一次,已觀測到十幾顆。

羅盤座T星和人馬座V2005星已經記錄到了5次爆發。再發新星爆發時,亮星劇增的幅度比新星的光變幅度要小,為7~9星等。每次爆發拋出的質量僅有百萬分之幾個太陽質量。現在認為,再發新星和新星之間沒有根本的區別,新星可能是爆發周期長的再發新星,而再發新星可能是爆發周期短的新星。

矮新星是爆發規模比新星小(亮度變幅2~6星等)、爆發周期很短(每隔幾十天就爆發一次)的爆發型變星,它發亮的突然與快速和新星發亮的特征有些類似。

類新星是某些特征與新星類似的變星,亮度變幅約3個星等。每隔數年發亮一次。

新星爆發的原因

新星爆發是一種物質拋射和能量釋放的不穩定的物理過程。爆發破壞了恒星的原有平衡狀態,經過能量釋放又重新達到新的平衡狀態。

是什麼原因促使恒星爆發呢?這種爆發對恒星的生命演化史具有什麼作用呢?