《天地本源》

（楊建立著）

第四章 新星之源

按照目前流行的理論箕宙，宇宙的形成于138億年前资盅。第一代宇宙天體是由氫羽峰、氦等氣體物質(zhì)坍縮、凝聚而成园蝠。

有關(guān)第一代恒星組成成分和形成原因渺蒿，我們這里暫不討論。相比之下彪薛，太陽系的形成比較晚茂装，一般認(rèn)為，太陽系形成于大約46億年前善延，是第二代少态，甚至是第三代天體系統(tǒng)。

理論認(rèn)為易遣，形成太陽及其行星彼妻、衛(wèi)星系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是上一代恒星在生命終結(jié)時(shí)發(fā)生大爆炸拋出來一部分氣體外殼和塵埃豆茫。這些氣體和塵埃逐步匯聚成為分子云侨歉，分子云在一定條件下凝聚為星體。也有人認(rèn)為揩魂，氣體塵埃首先聚集成星子为肮，星子進(jìn)一步碰撞、合并而成為星體肤京。

按照這一理論颊艳，組成新星體的物質(zhì)只有氣體和塵埃茅特，沒有什么“重物質(zhì)”，沒有能夠?qū)е碌乇碇亓ζ频奶厥馕镔|(zhì)棋枕，也就不能解疑前述的“重力之惑”白修。都是普通的氣體和塵埃，沒有什么“奇異物質(zhì)”重斑，就沒有驅(qū)動(dòng)地殼運(yùn)動(dòng)所需的巨大能量來源兵睛，解釋不了形成“地面亂象”大陸漂移、板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力窥浪。只是普通物質(zhì)之間的集聚與拼湊祖很，就沒有能夠形成“地下迷局”的物質(zhì)基礎(chǔ)。

要想找到這些“奇異物質(zhì)”漾脂，找到推動(dòng)地殼運(yùn)動(dòng)的能量源泉假颇，就應(yīng)該從形成天體的物質(zhì)源頭去尋覓。

按照天文觀測的結(jié)果骨稿，太陽及其他新生的恒星全部誕生于“分子云”笨鸡。

分子云

分子云（molecular cloud）是星際云的一種，它的密度和大小允許分子--最常見的是氫分子(H2)--的形成坦冠。它的密度高到可以開始產(chǎn)生分子形耗。通常分子云只發(fā)射出無線電波長的電磁輻射，而分子云的發(fā)現(xiàn)和研究也都是在這個(gè)波段進(jìn)行辙浑。它是星際分子 集結(jié)的區(qū)域激涤。

觀測表明，雖然有些星際分子判呕，如 CO昔期，幾乎散布在所有的天區(qū)，但大多數(shù)星際分子集結(jié)成團(tuán)佛玄，形成分子云。分子云通常是暗的累澡，在光學(xué)波段看不見 梦抢，溫度典型值為20K，平均密度10^2～10^4個(gè)分子每立方厘米愧哟，中央的密度可達(dá)10^6個(gè)分子每立方厘米奥吩。分子云質(zhì)量一般為 10^4～10^7太陽質(zhì)量 ，云內(nèi)有足夠的塵埃屏蔽星光中的紫外線蕊梧，使分子免遭破壞霞赫。在獵戶星云后面有一個(gè)巨大的分子云，它是離太陽最近的分子云之一肥矢，有小而密的核心以及延伸的低密度云兩部分組成端衰。前者的直徑為0.15秒差距叠洗，密度為 10^5個(gè)分子每立方厘米，質(zhì)量為5個(gè)太陽質(zhì)量旅东；后者的直徑至少為 10秒差距灭抑，極大密度為10^3個(gè)分子/厘米^3，質(zhì)量達(dá)10^4太陽質(zhì)量抵代。被認(rèn)為是正在形成的恒星的BN天體就在獵戶分子云中間腾节，BN 天體附近還有另一個(gè)紅外源，可能也包括年輕恒星或者正在形成中的恒星荤牍。

分子云分為：巨分子云案腺、小分子云、高銀緯彌散分子云康吵。

巨分子云是大量分子氣體的集合體劈榨，質(zhì)量介于10^4–10^6倍太陽質(zhì)量。云氣的直徑可以達(dá)到數(shù)十個(gè)秒差距涎才，密度則在每立方厘米10^2–10^3個(gè)粒子(在太陽附近是平均每立方厘米一個(gè)粒子)鞋既。在這些云氣內(nèi)的次結(jié)構(gòu)有復(fù)雜的形式，包括絲狀體耍铜、片狀邑闺、氣泡和不規(guī)則的團(tuán)塊等。

密度最高的絲狀體和團(tuán)塊部分稱為“分子云核”棕兼，而密度最高的分子云核陡舅，就稱為“稠密分子云核”，密度可以高達(dá)每立方厘米10^4–10^6個(gè)粒子伴挚。觀測時(shí)可以用一氧化碳搜尋分子云核靶衍，用氨搜尋稠密分子云核。集中在分子云核的塵埃會(huì)阻擋背景的星光茎芋，造成星際消光的效果形成暗星云颅眶。

我們“本地”的巨分子云通常在其所在天區(qū)的星座范圍內(nèi)占有明顯的位置，因此經(jīng)常會(huì)用星座命名田弥，例如獵戶座分子云(OMC)或是金牛座分子云(TMC)涛酗。這些分子云圍繞著太陽成為一個(gè)環(huán)形的陣列，稱為古爾德帶偷厦。在銀河系內(nèi)質(zhì)量最大的分子云是人馬座B2商叹，在距離銀河中心120秒差距處形成一道環(huán)。人馬座的區(qū)域含有豐富的化學(xué)元素只泼，是天文學(xué)家在星際空間中尋找新分子的良好標(biāo)本剖笙。

小分子云,是孤立的、引力束縛的请唱，質(zhì)量在數(shù)百個(gè)太陽質(zhì)量以下的小分子云稱為包克球弥咪。在這種小分子云中密度最高的區(qū)域與在巨分子云的分子云核等價(jià)过蹂，因此常出現(xiàn)在同樣研究之中。

高銀緯彌散分子云酪夷，是在1984年榴啸，紅外線天文衛(wèi)星IRAS證認(rèn)了一種新型的彌散分子云。 這些彌散成絲狀的云在高銀緯的地區(qū)(離開銀河盤面的空間)可觀測到晚岭，云氣中每立方厘米大約有30顆粒子鸥印。

那么，在分子云中的星際氣體和塵埃為什么會(huì)集聚在一起坦报，并發(fā)生凝聚和坍塌成為星體库说，而不是彌散開來呢？極有可能在分子云圍繞的核心區(qū)域片择，有比較強(qiáng)大的引力源潜的，或者說有大塊固體物質(zhì)存在，形成了強(qiáng)大的引力字管。也就是有本書稱之為“原始星核”的存在啰挪。

原始星核

據(jù)目前所知，宇宙中新誕生的恒星完全都是在分子云中被制造出來的嘲叔，這是它們在適當(dāng)?shù)牡蜏睾透邏合碌淖匀唤Y(jié)果亡呵，因?yàn)閷?dǎo)致塌縮的引力可以超出抗拒塌縮的內(nèi)部壓強(qiáng)。觀測證據(jù)也表明硫戈，巨大的锰什、正在形成恒星的云在很大程度上是被它們自身的引力束縛的(如同恒星、行星和星系)丁逝，而不是像地球大氣層中的云彩那樣由外部壓力束縛汁胆。這證據(jù)源于從一氧化碳譜線寬度推測出的湍流速度與軌道速率成比例。

分子云的物理性質(zhì)很難理解霜幼，并且仍存有爭議嫩码，它們的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)由寒冷和磁化氣體的湍流所控制。大質(zhì)量分子云湍流的運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)超過音速罪既。這種狀態(tài)被認(rèn)為會(huì)迅速失去能量铸题，如果沒有大質(zhì)量的固體引力源，也就是“原始星核”的存在萝衩，分子云很快就會(huì)被瓦解。

在我們自己的銀河系中没咙，分子氣體在星際介質(zhì)中占不到百分之一的體積猩谊，但它依然是在太陽環(huán)繞銀河中心公轉(zhuǎn)軌道以內(nèi)最密集，并且占有大約一半質(zhì)量的氣體祭刚。這些分子氣體大多在距離銀河中心3.5至7.5千秒差距的環(huán)形區(qū)域中(太陽距離中心大約是8.5千秒差距)牌捷。對(duì)本星系的大尺度一氧化碳成圖表明墙牌，這種氣體出現(xiàn)的位置和本星系的旋臂相關(guān)。這些分子氣體主要出現(xiàn)在旋臂上暗甥，表明分子云形成和消散的時(shí)間應(yīng)該少于一千萬年喜滨，因?yàn)檫@是物質(zhì)穿越旋臂所要花費(fèi)的時(shí)間。

在垂直方向上撤防，分子氣體位于厚度大約在50–75 秒差距的狹窄的銀河盤面中層虽风，比同屬于ISM的溫暖的原子云(Z=130-400pc)和熱的電離氣體(Z=1000pc)薄許多。在電離氣體的空間分布中寄月，電離氫區(qū)的分布是一個(gè)例外辜膝。電離氫區(qū)是在分子云中被年輕的大質(zhì)量恒星強(qiáng)烈輻射激發(fā)所形成的熱離子氣泡，在垂直方向上分布的厚度與分子氣體相近漾肮。分子氣體的在大尺度上的分布是平滑的厂抖，但小尺度上的分布極不規(guī)則，大多集中于孤立的分子云和分子云復(fù)合體之中克懊。這“集中”現(xiàn)象又是“原始星核”存在又一佐證忱辅，如果沒有較大的固體物質(zhì)形成引力場，分子云中在局部匯聚很難理解谭溉。

分子云的形成墙懂，一個(gè)關(guān)鍵是為分子云的前身--原子云，以及原子云到分子云的過渡狀態(tài)的云降溫夜只，而這種降溫是通過膨脹所無法達(dá)到的垒在，膨脹只能是使原子云氣體彌散。不過原子云里有著能夠增加凝聚的凝結(jié)核--塵埃扔亥，塵埃是分子云形成的一個(gè)關(guān)鍵角色场躯。塵埃可以降低氫原子的熱運(yùn)動(dòng)速度旅挤，有利于氫分子的形成踢关。但是僅僅有氫分子的話，形成了氫分子的過渡狀態(tài)的云還是無法冷卻粘茄，因?yàn)樵谕ǔＰ请H介質(zhì)的溫度下签舞，氫分子沒有輻射，對(duì)冷卻沒有貢獻(xiàn)柒瓣。在這種情況下儒搭，最重要的就是CO分子的冷卻，CO的轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷譜線是分子云中主要的冷卻機(jī)制芙贫。而氫分子的熱運(yùn)動(dòng)正是激發(fā)CO分子轉(zhuǎn)動(dòng)的能量源搂鲫，通過氫分子不斷和CO分子碰撞，CO分子不斷發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷譜線磺平，分子云最終得以冷卻魂仍。

形成分子云的另一個(gè)關(guān)鍵是密度的增加拐辽。引力塌縮可以使分子云的密度增加，這對(duì)于解釋從分子云到恒星的演化是令人信服的擦酌，但是用這個(gè)機(jī)制解釋高密度分子云的形成是有困難的俱诸。高密度分子云的形成有可能是一些壓縮過程造成的，例如超新星的激波沖擊等赊舶。不過這些解釋也是有一定困難的睁搭，因?yàn)榧げê髿怏w的密度和激波速度成正比，熱運(yùn)動(dòng)速度也大約和激波速度成正比（也就是溫度和激波速度平方成正比）锯岖。大致來說就是介袜，對(duì)于一定半徑內(nèi)的氣體，其抵抗引力的能力增長的速度比引力增長的速度快出吹。所以在這些壓縮過程中應(yīng)該有別的因素在起作用遇伞，這又是一個(gè)“原始星核”存在的有力支持。

分子云中存在湍流是一個(gè)較為確定的事實(shí)捶牢，但是對(duì)于湍流起到的作用認(rèn)識(shí)不一鸠珠。有研究指出湍流在某些情況下導(dǎo)致了分子云核的形成，從而導(dǎo)致了恒星形成秋麸，因此湍流的能譜和恒星的初始質(zhì)量函數(shù)有一定關(guān)系渐排。不過我們對(duì)于分子云中的湍流如何產(chǎn)生以及如何耗散知之不多，但很可能湍流的驅(qū)動(dòng)靠的“原始星核”的引力驅(qū)動(dòng)灸蟆。

另外驯耻，云云碰撞，在行星形成過程中炒考，也許做出了一定貢獻(xiàn)可缚，起到促發(fā)和催化作用。

那么“原始星核”是從哪里來的呢斋枢？其一種可能是帘靡，來自于上一代恒星能量耗盡后的“超新星”爆發(fā)后的殘留。

超新星爆發(fā)

巨大質(zhì)量恒星的內(nèi)部溫度遠(yuǎn)高于表面瓤帚，理論上認(rèn)為描姚，最大的超巨星核心溫度超過10億兆。對(duì)于一顆穩(wěn)定的恒星戈次，核心溫度的理論上限為60億K轩勘。超過這個(gè)溫度，恒星內(nèi)部物質(zhì)發(fā)射出的光子能量將高達(dá)可以在互相碰撞時(shí)轉(zhuǎn)化成正負(fù)電子對(duì)怯邪，這樣的反應(yīng)會(huì)讓恒星失去穩(wěn)定绊寻，最終在一場巨大的爆炸中毀滅。

現(xiàn)有理論認(rèn)為，恒星內(nèi)部主要依靠核聚變產(chǎn)生能量對(duì)抗恒星本身萬有引力來維持穩(wěn)定：能量釋放形成的向外的擴(kuò)張力與恒星萬有引力制衡榛斯。恒星越大所需要的能量越多，消耗氫就越快搂捧。然后形成的氦繼續(xù)聚變形成碳原子和氧原子驮俗，聚變程度取決于恒星的質(zhì)量。隨著恒星內(nèi)核中質(zhì)量堆積允跑，引力越來越大王凑，核聚變原料變少，當(dāng)核聚變的能量和游離電子之間的“簡并'提供的力無法抗拒萬有引力時(shí)聋丝，恒星會(huì)突然坍縮索烹，速度達(dá)到45000英里每秒以上，內(nèi)核溫度迅速提升弱睦。氣體在萬有引力作用下百姓，接近光速砸向內(nèi)核，此過程會(huì)有“反彈效應(yīng)”况木，進(jìn)入的部分氣體反旋向上垒拢，從內(nèi)核中吹出。而內(nèi)核里電子和質(zhì)子擠壓產(chǎn)生中微子火惊，中微子穿過稠密氣體時(shí)部分被吸收求类，氣體獲得巨大能量，從而產(chǎn)生巨大爆炸屹耐，產(chǎn)生了X光尸疆，伽馬射線，紫外線惶岭，氣體再次吸收熱量寿弱，溫度升至幾百萬度。因而超新星爆發(fā)非常亮俗他。

由于光以有限速度進(jìn)行傳播脖捻，許多距離地球遙遠(yuǎn)的超新星爆炸通常在之后才發(fā)現(xiàn)。下述的這顆最古老的超新星爆炸發(fā)生于107億年前兆衅，比之前發(fā)現(xiàn)紀(jì)錄的最早超新星還要早15億年地沮。該超新星爆炸屬于“II類型”，它是一種質(zhì)量是太陽50-100倍的恒星羡亩，當(dāng)核燃料完全消耗不再爆炸摩疑。

《天地本源》（楊建立著）第四章新星之源

大麥哲倫星云內(nèi)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)超新星爆炸遺跡

這種超新星歸類為類型超新星，是由于它在最后爆炸前噴射出大量的氣體畏铆，這些氣體加速了它的死亡進(jìn)程雷袋，導(dǎo)致其爆炸之后仍長期釋放出光亮。類型超新星釋放的光線可持續(xù)多年，而普通的超新星僅在短短幾周時(shí)間內(nèi)可見楷怒。

在1987年蛋勺，天文學(xué)家在名為大麥哲倫云矮星系附近發(fā)現(xiàn)超新星爆炸，被命名為SN 1987A鸠删，在其爆炸之后其中心沒有留下任何“殘骸”的痕跡抱完，而按現(xiàn)代理論在大質(zhì)量的超新星爆炸后應(yīng)該出現(xiàn)中子星或黑洞。SN 1987A是一顆在最近300年里記錄到的最接近我們的超新星刃泡，即使借助于“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡也沒有發(fā)現(xiàn)黑洞或超密實(shí)中子星巧娱。

2009年11月10日，位于智利的雙子南座望遠(yuǎn)鏡上的多天體光譜儀捕捉到了大麥哲倫星云的DEM L316號(hào)地區(qū)兩個(gè)超新星爆發(fā)遺留下的氣泡狀星云烘贴。從觀測照片上看禁添，兩團(tuán)氣泡狀星云似乎將要漂浮并穿過大麥哲倫星云。這些星云雖然看起來幾乎就像是一個(gè)天體桨踪，但是他們卻是由不同類型的超新星爆炸所形成的兩種截然不同的氣體與塵埃復(fù)合物老翘。科學(xué)家們認(rèn)為锻离，這一發(fā)現(xiàn)將有助于進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和研究超新星爆炸的殘留物酪捡。

大麥哲倫星云是銀河系的近鄰之一，位于劍魚座方向纳账，大約距離銀河系16萬光年逛薇。DEM L316號(hào)地區(qū)則位于大麥哲倫星云之中，其內(nèi)部有兩團(tuán)泡沫狀的天體疏虫。這種泡沫狀天體延伸的距離大約有140光年永罚。直到上世紀(jì)70年代，DEM L316號(hào)地區(qū)才被首次公認(rèn)為是超新星爆炸殘留物卧秘。許多人認(rèn)為呢袱，DEM L316號(hào)地區(qū)可能是數(shù)萬年前大麥哲倫星云中數(shù)顆超新星爆炸所形成的產(chǎn)物。

超新星（supernova翅敌，SN）爆炸很恐怖羞福，其恐怖程度看它的絕對(duì)星等。星等越小蚯涮，光度（電磁能量釋放功率）越高治专，典型的超新星光度曲線如下，

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圖片引自英語維基百科Supernova - Wikipedia

人們把超新星爆炸分為幾個(gè)類型：

根據(jù)光譜特征遭顶，常分為type I（無氫吸收線）张峰，type （有氫吸收線）兩大類。由圖知棒旗，Ia SN（有硅吸收線）喘批，峰值絕對(duì)星等超過-19等。Ib SN（無硅吸收線，有氦吸收線）和Ic SN（無氦饶深、硅吸收線）餐曹，峰值絕對(duì)星等達(dá)-18等。絕對(duì)星等差1敌厘，光度差2.512倍凸主。太陽的絕對(duì)星等為4.86等，如果把Ia SN放在太陽的位置额湘，那么它最亮?xí)r候是太陽的《天地本源》（楊建立著）第四章新星之源倍，89億個(gè)太陽旁舰。type SN光度普遍小一等锋华，峰值絕對(duì)星等在-16到-17等之間，相當(dāng)于十幾億個(gè)太陽箭窜！

理論上毯焕，可以沒有這么多分類，根據(jù)爆發(fā)類型磺樱，僅分為核坍縮纳猫、熱核爆炸兩大類。

核坍縮（core collapse竹捉，CCSN）芜辕，大質(zhì)量恒星演化晚期的爆炸很復(fù)雜，人們一共提出四種類型块差，鐵核坍縮侵续，電子俘獲，配對(duì)不穩(wěn)定憨闰，光致解離状蜗。鐵核坍縮，認(rèn)為大質(zhì)量恒星核合成至鐵元素鹉动，形成洋蔥結(jié)構(gòu)轧坎。中心是鐵核，再外依次是硅殼層泽示、鎂殼層缸血、氧殼層、碳?xì)有瞪浮⒑邮舭佟錃印浒鼘颖湟獭Ｓ谑亲迦牛琁b SN無氫殼層、氫包層，Ic SN無氦殼層渔呵。硅殼層持續(xù)燃燒（這里指核聚變反應(yīng)）怒竿，導(dǎo)致鐵核質(zhì)量持續(xù)增大（硅聚變并不是合成鐵，但需要硅才能合成鐵扩氢，鐵是中子鏈合成的）耕驰，形成簡并鐵核。爆發(fā)則是鐵核質(zhì)量超過錢德拉塞卡極限录豺，鐵核坍縮朦肘，引力能釋放，鐵原子核解離成氦双饥，氦俘獲電子媒抠，開啟中子化過程，釋放大量的中微子咏花，帶走了約99%的引力能趴生，核心形成半徑約10km的前身中子星，這些過程的時(shí)間只有幾秒昏翰，外層來不及反應(yīng)苍匆。核心形成鐵核，光度下降棚菊，外層熱壓力減小浸踩，引發(fā)外層坍縮。當(dāng)坍縮的外層物質(zhì)下降遇到前身中子星時(shí)统求，發(fā)生什么民轴？人們普遍認(rèn)為，產(chǎn)生反彈的超音速激波球订！激波向外沖擊后裸，帶走了外層物質(zhì)（直接爆發(fā)機(jī)制），解釋了光度曲線急劇上升冒滩。然而微驶，問題也許沒這么簡單，90年代开睡，數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)激波最終停下來了因苹，炸不開外層物質(zhì)。但不管機(jī)理和過程怎樣復(fù)雜篇恒，核坍縮型超新星爆發(fā)扶檐，中心部位形成中子星或者黑洞，外層物質(zhì)被炸開胁艰，這一天文觀測事實(shí)已經(jīng)不容置疑被證實(shí)款筑。

熱核爆炸（thermonuclear runaway）智蝠，C-O簡并核白矮星的爆炸。爆炸的原因尚有有爭議奈梳，一般劃分為單簡并模型和雙簡并模型杈湾。

單簡并模型。白矮星+伴星物質(zhì)攘须。一般認(rèn)為因白矮星吸積伴星物質(zhì)漆撞，白矮星質(zhì)量最后突破錢德拉塞卡極限（約1.44倍太陽質(zhì)量），引力超過電子簡并壓于宙，導(dǎo)致星體坍縮浮驳。坍縮過程，一半的引力能釋放捞魁，一半的轉(zhuǎn)化為熱能至会，導(dǎo)致星體溫度急速升高。當(dāng)溫度達(dá)到碳署驻、氧聚變溫度（約8億開爾文），引發(fā)失控的熱核反應(yīng)健霹。原因是正反饋：簡并核的傳熱性非常好旺上，局部熱量可迅速傳導(dǎo)整個(gè)星體。聚變反應(yīng)敏感地依賴溫度（冪率）糖埋，溫度升高宣吱，反應(yīng)率冪率地增大，導(dǎo)致溫度進(jìn)一步升高瞳别。接著征候，極高的溫度帶來極高的熱壓力，簡并解除祟敛。（其實(shí)疤坝，過程非常復(fù)雜）短時(shí)間內(nèi)聚變釋放的能量超過了引力束縛能，后果就是星體急速膨脹馆铁，最終形成行星狀星云跑揉，爆炸中心沒有明顯的遺留物。

雙簡并模型埠巨。白矮星+白矮星历谍。緊密相鄰的雙星演化，形成白矮星+氦星辣垒，白矮星+白矮星等諸多可能（依賴初始質(zhì)量望侈、吸積率、星風(fēng)等）勋桶。爆發(fā)過程脱衙，白矮星合并侥猬，因此質(zhì)量可以大大超過錢德拉塞卡極限。 在熱核爆炸模型岂丘，超新星釋放能量僅取決于前身星的質(zhì)量陵究。可想而知奥帘，雙簡并模型能量肯定高于單簡并模型铜邮。事實(shí)上，人們觀測到某些Ia SN光度不止-19等寨蹋，竟然達(dá)到-21等松蒜，這可能是雙簡并模型的證據(jù)。

以上是一類爆發(fā)機(jī)制已旧，簡并核心秸苗，不論白矮星（可視為裸露的簡并的恒星核心），還是鐵核运褪、氧鎂核惊楼。另一類爆發(fā)機(jī)制，并不是簡并核心秸讹。而是由于某些原因檀咙，核心的熱壓力下降，發(fā)生引力坍縮璃诀。

超新星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)極為劇烈弧可。它必須保持特別快的反應(yīng)速度才能維持自身的體積。（越大的恒星生命越短）恒星中劣欢，核聚變到了26號(hào)元素鐵蟀给，就會(huì)停止末贾。內(nèi)部核反應(yīng)如果停止，無法提供能量，內(nèi)部開始降溫降壓骡湖。也無法提供那么強(qiáng)大的能量維持自身悔雹。由于超新星的直徑超過5光秒灭袁，外界的巨量物質(zhì)就會(huì)急速向內(nèi)部跌落竟秫，由于引力提供的加速度，物質(zhì)的掉落速度達(dá)到亞光速灭忠，撞擊后引發(fā)超大爆炸膳算，一瞬間鐵之后的元素都出來了。甚至出現(xiàn)元素周期表后面幾百位的元素（這些元素會(huì)很快衰變）弛作，然后兩極地區(qū)釋放伽馬射線暴涕蜂。

大多數(shù)的恒星內(nèi)核通過氫核聚變進(jìn)行燃燒，將質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰坑沉眨a(chǎn)生光和熱量机隙，當(dāng)恒星內(nèi)部氫燃料完成消耗完后就開始進(jìn)行氦融合反應(yīng)蜘拉，并形成更重的碳和氧，這一過程對(duì)于類似我們太陽這樣的恒星而言有鹿，就顯得較為短暫旭旭，并形成碳氧組成的白矮星，如果其質(zhì)量大于1.44倍太陽質(zhì)量葱跋，就會(huì)發(fā)生Ia型超新星爆發(fā)持寄。

綜上所述，根據(jù)天文觀測的結(jié)果娱俺，“超新星”爆發(fā)雖然形式復(fù)雜稍味，但總體可分為兩大類，一類是“核坍縮”型爆發(fā)荠卷，爆炸拋射出部分氣體模庐、塵埃，其中心部分殘骸凝聚成“中子星”或者進(jìn)一步坍縮成為“黑洞”油宜。第二類是“熱核爆炸”,爆發(fā)后除了氣體和塵埃遺跡之外掂碱，沒有形成“中子星”，更沒有形成“黑洞”慎冤，爆炸中心區(qū)域沒有明顯的殘留物質(zhì)疼燥。巡天天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)部分“熱核爆炸”型超新星遺跡進(jìn)行搜索后，結(jié)果已經(jīng)得到證實(shí)粪薛。

那么悴了，“熱核爆炸”超新星爆發(fā)搏恤，除了表層的氣體违寿、塵埃，就沒有其他“遺物”熟空？如果有藤巢，究竟留下了什么樣的“遺物”呢？

超新星“遺物”

2018年12月6日息罗，科技日報(bào)報(bào)道掂咒，一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，離地球數(shù)十億光年的兩個(gè)超新星的殘余物中包含玻璃的主要成分二氧化硅迈喉。研究人員使用美國國家航空航天局的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡來分析垂死恒星發(fā)出的光绍刮，獲得了二氧化硅的“指紋”。

這是科學(xué)家們首次直接證明挨摸，超新星爆發(fā)產(chǎn)生二氧化硅孩革。地球上大部分自然元素都與超新星爆發(fā)過程有關(guān)，而本次研究是在觀測層面進(jìn)行了證實(shí)得运。

恒星是宇宙中所有重元素的熔爐膝蜈」疲科學(xué)界認(rèn)為，宇宙大爆炸初期的主要成分是氫和氦饱搏，氫約占80%非剃，氦約占20%。在恒星演化過程中推沸，氫最先燃燒备绽，氫燃燒完以后再點(diǎn)燃氦，氦燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生碳和氧坤学。碳氧燃燒的過程就會(huì)產(chǎn)生硅疯坤、鈣、鎂等元素深浮，這些元素也會(huì)燃燒压怠，不過需要更高的溫度。

這種先后燃燒的機(jī)制跟恒星的溫度分布有關(guān)飞苇，恒星中央溫度最高菌瘫。就像洋蔥一樣，一層一層燃燒布卡，它可以確保恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平衡雨让。

在“洋蔥”中，有兩層與硅元素的產(chǎn)生有關(guān)忿等。一層是硅自身的燃燒栖忠，一層是產(chǎn)生硅元素的燃燒過程。如果這兩個(gè)燃燒過程在超新星爆發(fā)前還未結(jié)束贸街，其中的硅元素就會(huì)在超新星爆發(fā)時(shí)被拋射到宇宙之中庵寞。

除了氫和氦，氧也很活躍薛匪，遇到硅之后捐川，就形成了二氧化硅。而二氧化硅是制造玻璃和形成塵埃的主要成分逸尖。如果遇到合適的條件古沥，塵埃就會(huì)冷卻聚集，慢慢變大娇跟，最后變成第二代及以后的恒星或行星岩齿，比如地球。在宇宙中苞俘，這個(gè)過程非常普遍盹沈。二氧化硅約占地殼的60％。從某種程度上講苗胀，地球上的二氧化硅是遠(yuǎn)古恒星的“遺物”襟诸。

一般較大質(zhì)量恒星演化晚期瓦堵，元素合成至鐵后，內(nèi)部將不再通過熱核反應(yīng)產(chǎn)生新能量歌亲，巨大的引力使整個(gè)星體迅速向中心坍縮菇用。一種結(jié)局是將中心物質(zhì)都?jí)撼芍凶訝顟B(tài)，形成“中子星”陷揪，質(zhì)量更大的核心甚至塌縮成為“黑洞”惋鸥。

大質(zhì)量恒星都是以爆發(fā)為型超新星結(jié)束它們的一生。一般而言悍缠，大質(zhì)量恒星超新星爆炸會(huì)把大部分物質(zhì)拋射進(jìn)入太空卦绣，最終留下中子星或黑洞，具體情況視恒星的初始質(zhì)量和物理狀態(tài)而定飞蚓。但是滤港，大質(zhì)量恒星在宇宙中很少。

宇宙中大多數(shù)恒星爆發(fā)為a型超新星趴拧，屬于“熱核爆炸”型超新星爆發(fā)溅漾，它們的前身是雙星中的小質(zhì)量恒星，原因是小質(zhì)量恒星在形成時(shí)就比大質(zhì)量恒星比例高著榴。在超新星爆炸時(shí)添履，小質(zhì)量恒星（比如雙星系統(tǒng)中的白矮星）跟大質(zhì)量恒星拋出去的物質(zhì)并不一樣。

發(fā)生“熱核爆炸”時(shí)脑又，星體最外層會(huì)留有少許氫暮胧、氦等氣體存在，爆炸會(huì)再次將這些氣體拋射到宇宙空間问麸；星體較外層為碳和氧往衷，爆炸產(chǎn)生的高溫會(huì)把一部分物質(zhì)汽化，形成一氧化碳口叙、二氧化碳炼绘、水蒸氣等氣體嗅战；也有一部分物質(zhì)會(huì)被強(qiáng)大的爆炸力炸成粉塵妄田，拋撒到宇宙空間，在宇宙深處驮捍，產(chǎn)生了二氧化硅的“指紋”疟呐。

再往內(nèi)層，原子質(zhì)量逐步增大东且，直至鐵元素启具。這些物質(zhì)在超新星爆發(fā)時(shí)，由于能量耗竭珊泳，不可能還原成氣體鲁冯，也不可能統(tǒng)統(tǒng)炸成粉塵拷沸，還會(huì)形成“碎塊”，或者叫做“彈片”薯演。這些“碎塊”或者“彈片”撞芍，散落在宇宙空間，成為后世星體的“建筑材料”跨扮，這就是地球等巖質(zhì)星體的物質(zhì)來源序无。這些“建筑材料”，在星球形成時(shí)沒有被利用的部分衡创，成為流浪的石塊帝嗡、鐵塊、石鐵塊等等璃氢。

在星體形成后哟玷，一些“流浪”的碎塊被星體吸引，落入比如地球這樣的星體一也，就會(huì)形成流星碗降。地球、月球在40億年前遭受的“重轟炸”塘秦，以及持續(xù)到今天讼渊，仍然不斷遭受的“流星”襲擾，就是由于它們的存在造成的尊剔，也就是我們常見的石隕石爪幻、鐵隕石、石鐵隕石须误。

大質(zhì)量的“碎片”挨稿，成為后世星體誕生過程中的“原始星核”，或者叫做星體的“種子”京痢。在分子云凝聚奶甘，引發(fā)分子云坍縮成為星球的過程中，起到至關(guān)重要的作用祭椰。

“熱核爆炸”能夠形成“彈片”臭家，不是空穴來風(fēng)，不是猜測方淤，這種“彈片”已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)钉赁。

超新星爆發(fā)“彈片”被發(fā)現(xiàn)

2017年08月21日，新華社報(bào)道携茂，澳大利亞國立大學(xué)在此不久前宣布你踩，該校科學(xué)家參與的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)在銀河系流浪的小型星體很可能是數(shù)百萬年前一個(gè)雙星系統(tǒng)內(nèi)的白矮星引發(fā)的大爆炸崩出來的一枚“彈片”带膜。

《天地本源》（楊建立著）第四章新星之源

示意圖顯示吩谦，在一個(gè)雙星系統(tǒng)中，白矮星吞噬其巨星伴侶的物質(zhì)

澳大利亞國立大學(xué)的科學(xué)家與捷克膝藕、德國逮京、匈牙利、美國束莫、加拿大等國同行合作懒棉，使用多個(gè)望遠(yuǎn)鏡觀察了一枚Ia型超新星的爆炸剩余部分--代號(hào)為LP 40-365的“彈片”，這枚“彈片”以極高的速度穿過了銀河系览绿。研究人員對(duì)其建立了數(shù)學(xué)模型策严，確定其特征，包括其密度饿敲、溫度和化學(xué)構(gòu)成妻导。

在此研究基礎(chǔ)上，研究人員認(rèn)為怀各，在一個(gè)雙星系統(tǒng)內(nèi)倔韭，一個(gè)高密度的白矮星攫取其巨星伴侶上的物質(zhì)，隨著白矮星攫取物質(zhì)越來越多瓢对，導(dǎo)致情況失控寿酌，強(qiáng)烈的熱核爆炸摧毀了雙星系統(tǒng)。這枚相當(dāng)于小型恒星大小的爆炸碎片被拋到宇宙中硕蛹，并飛行了數(shù)百萬年醇疼。

這種“彈片”是什么物質(zhì)的組成，除了上述石塊法焰、鐵塊秧荆、石鐵塊之外，還有其他什么樣的物質(zhì)埃仪？除了鐵乙濒、硅、鎂卵蛉、氧颁股、碳、氦毙玻、氫這些元素之外豌蟋，一定還存在我們不熟悉的物質(zhì)形態(tài)廊散，我們稱之為“奇異物質(zhì)”桑滩，有關(guān)他的成分、性質(zhì)等問題我們留待“奇異物質(zhì)”一章進(jìn)行分析與闡釋。