超新星是我们生命的摇篮,因为宇宙最开始只有质量较轻的元素,比如氢和氦,随着恒星的形成,在恒星内部的巨大压力下越来越多的重元素被合成,接着再随着超新星爆发,这些重元素被抛向宇宙,这个过程已经经历了无数次循环,构成我们身体的某些重元素也来自超新星爆发。
超新星爆发有两种情况,第一种是常规情况,也就是质量较大的恒星在演化末期由于内部逐渐合成了铁,导致放出的能量小于合成的能量,于是内部压力无法抗衡引力,向内坍缩然后发生爆炸,将恒星物质抛向宇宙,剩余的内核有可能会形成中子星;第二种情况是质量较小的恒星在演化末期会变成白矮星,如果是双星或者多星系统,白矮星会从伴星那里窃取物质,最终可能会是吸积或合并,导致引力增强并向内坍缩 (重新点亮内核) 然后引起爆炸。
目前银河系中有一些非常知名的超新星遗迹,包括蟹状星云、面纱星云、船帆座超新星遗迹、仙后座 A 超新星遗迹,其中最年轻的是 G1.9+0.3,这个超新星遗迹年龄大约是 130 岁,也就是在 130 年前才爆发的超新星。
下面四张图片分别是蟹状星云、面纱星云、船帆座超新星遗迹、仙后座 A 超新星遗迹:
不过天文学家们在研究银河系附近类似星系时发现一般都有上千个超新星遗迹,而银河系中的超新星遗迹被发现的只有 300~400 个,这意味着还有大量的超新星遗迹没有被我发现。
为此美国国家科学基金会即 NSF 拿出 33.1 万美元的费用,资助美国西弗吉尼亚大学天文学教授洛伦安德森和研究生 Timothy Faerber,用来寻找更多银河系的超新星遗迹。
安德森教授和法尔伯计划使用美国新墨西哥州甚大阵列 (VLA) 和南非 MeerKAT 射电望远镜阵列捕获的射电观测数据来分析和寻找更多超新星遗迹,目前初步计划是瞄准银河系中心,银河系中心是人马座 A * 也就是银心黑洞,这里恒星数量非常密集。
既然恒星数量非常密集那必然不停地有新恒星被点亮、有到演化末期的恒星变成白矮星或者出现超新星爆发,所以这里超新星遗迹数量应该并不少。
安德森教授表示,除了在银河系中寻找更多超新星外,他们的目标还包括确认那些疑似超新星遗迹的天体是否真实存在。
那么可能有网友想了,研究这些超新星遗迹有什么意义呢?寻找和研究超新星遗迹的目的不仅是起名和编号以及分类,而是可以超新星遗迹的形状及元素分布让天文学家创建 3D 模拟,包括用来研究超新星爆发时洒向星际空间的物质与其他物质、天体的相互作用,以及气体云诞生下一代恒星。
我们的太阳就是第三代恒星,怎么知道是第几代的呢?就是分析太阳的元素组成,第一代恒星主要是轻元素组成,第二代有一些重元素了,太阳这类第三代恒星包含的重元素就更多了。
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