恒星演化与死亡
Ia型超新星
/ type one-AY /
设想一颗死去的恒星——一颗白矮星,是类太阳恒星留下的、正在冷却的余烬——它其实没有看上去那么死。如果它能从一颗伴星那里偷取物质,它便缓缓变重,悄悄逼近一道临界极限。当它越过那条线,整颗星就在一场热核爆炸中引爆,把自己彻底湮灭。这就是Ia型超新星:不是一颗大质量恒星的塌缩,而是一颗白矮星失控的核爆炸,它是整个天文学中最有用的灯塔之一。
其物理既清晰又具体。白矮星靠电子简并压力支撑,一旦超过约1.4个太阳质量——钱德拉塞卡极限——这种压力就会失效。当一颗吸积中的白矮星逼近这一极限,它内部的碳和氧便在一场失控的聚变反应中被点燃,几秒内席卷整颗星,释放出足以把它整个解体的能量——与核心坍缩超新星不同,它不留下任何残骸。由于触发它的始终是同一个临界质量,这类爆炸能达到惊人相似的峰值亮度,约为太阳的五十亿倍。
正是这种一致性成了天赐之礼。既然Ia型超新星的峰值真实光度几乎相同,天文学家就能用它们看上去有多亮来测量它们有多远——它们是标准烛光,在几十亿光年之外仍可见。正是Ia型超新星,在二十世纪九十年代末揭示了宇宙的膨胀正在加速,由此引出了暗能量的概念。关于确切的触发机制(一颗伴星,还是两颗白矮星并合)确有诚实的争论,但它们作为距离标尺的可靠性已确立无疑。
1998年,两个团队测量了几十颗遥远的Ia型超新星,发现它们比一个匀速滑行的宇宙所允许的更暗——因而更远。宇宙膨胀正在加速、由暗能量驱动这一结论,赢得了2011年的诺贝尔物理学奖。
一颗被推过极限的白矮星引爆——一支用来丈量宇宙的标准烛光。
尽管同样叫“超新星”,Ia型与核心坍缩超新星是截然不同的两类:它来自一颗小小的、死去的白矮星,而非一颗巨星,并且不留下中子星或黑洞——那颗星被彻底摧毁。
又称
另见