有時候遙望星空,在某一星區出現了一顆從來沒有見過的明亮星星!然而僅僅過了幾個月甚至幾天,它又漸漸消失了。這種奇特的星星叫做新星或者超新星。在古代又被稱為“客星”,意思是這是一顆“前來做客”的恒星。
新星和超新星是變星中的一個類別。人們看見它們突然出現,一度以為它們是剛剛誕生的恒其實,它們不是新生星體,而是走向衰亡的老年恒星。它們是正在爆發的紅巨星。當一顆恒星步入老年,它的中心會向內收縮,而外殼卻朝外膨脹,形成一顆紅巨星。
紅巨星很不穩定,總有一天它會猛烈地爆發,然後拋掉身上的外殼,露出藏在中心的白矮星或中子星。
在大爆炸中,恒星將拋射掉自己大部質量,同時釋放出巨大的能量。這樣,短短幾天內,它的光度有可能將增加幾十萬倍,這樣的星叫做“新星”。
如果恒星的爆發再猛烈些,它的光度增加甚至能超過1000萬倍,這樣的恒星叫做“超新星”。
超新星爆發的激烈程度是讓人難以置信的。它在幾天內傾瀉的能量,就一顆青年恒星在幾億年裏所輻射的那樣以致看上去就像一整個星係那樣明亮!星的爆發異常猛烈,它以每秒幾千甚至幾萬千米的速度向外發射能量,可以說是目前已知天體上最激烈的天體活動。目前在銀河係中已發現超過200顆新星。
運行速度最快和最大的恒星
2005年,美國天文學家發現了一顆恒星,其運行速度每小時超過240萬千米。天文學家推測這顆星星運行速度如此之快,很可能是由於約8000萬年前,一顆恒星和銀河係中心的特大質量黑洞相遇促成的。
不過這顆高速運轉的恒星最終將飛離銀河係,這也是人類發現的第一顆將要“逃跑”的恒星。
海山二星是一顆罕見的超巨星,它的質量為太陽的120倍至150倍,位居銀河係榜首。
海山二星位於銀河係的“恒星搖籃地帶”,這個位置附近一直以來是許多恒星誕生的地方。雖然如今光亮不再,但這顆巨星也曾閃亮過,亮度最高的時候人們在白天都可以看到它。
超新星的爆發
早在我國宋朝的時候,就曾記錄了一起超新星爆發時的情景:
在1054年7月的一個清晨,突然出現了一個非常非常亮的星體,就是在白天也能看得到,一直持續了23天才漸漸暗淡下去。
18世紀,有一個英國天文學家用望遠鏡觀察出現“客星”的那片天空,發現一團雲霧狀的東西,形狀有點像螃蟹,人們便把它叫做“蟹狀星雲”。
經研究發現,這團星雲還在不斷膨脹,根據膨脹速度及其形狀的大小,推算出它開始膨脹的時間正是我國在宋朝時看到的那顆超新星出現的時間。
新星爆發的原因
觀測證據表明,幾乎所有的新星爆發都發生在雙星係統之內,尤其是在那些密近雙星上,如分光雙星。在這樣的雙星係統中,兩顆子星靠得很近,以致物質可能從質量較大的子星轉移到質量較小的子星上。如果密近雙星係統是由一顆紅巨星和一顆白矮星組成。當元素氫等物質從紅巨星衝向白矮星時,由於白矮星的強大引力場,物質在它的周圍形成了一個巨大的吸積盤。大量的物質墜落到白矮星的表麵上,同時大量的引力勢能轉化為熱能。當溫度超過100萬度時,氫核聚變被重新點燃了。核聚變釋放出的能量又把白矮星表層加熱到超過1000萬度,這時就會發生新星爆發。
超新星爆炸的原因
關於超新星,人們已經發現了很多,但對其爆炸的原因,還隻是處於猜測、設想階段。
目前一種較有說服力的觀點是:恒星從中心開始冷卻,它沒有足夠的熱量平衡中心引力,結構上的失衡就使整個星體向中心坍縮,造成外部冷卻,而紅色的層麵變熱;如果恒星足夠大,這些層麵就會發生劇烈的爆炸,產生超新星。
天文學家的探索
20世紀末期,天文學家越來越多轉向用計算機控製的天文望遠鏡和CCD來尋找超新星。最近,超新星早期預警係統項目也已開始使用中微子探測器網絡來早期預警銀河係中超新星。由於科學的不斷進步,越來越多的新星和超新星被發現。