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第五章 天外来客（第1页）

从天而降的“游客”——超新星

在晴朗无月的夜晚，当你抬头仰望那漫无边际的星空时，如果你注意到在以前没有星星的地方，突然冒出一颗明亮无比的星，在它面前，著名的天狼星变得暗淡无光，耀眼的“太白金星”也不能与之匹敌，甚至太阳的光辉也不能将之压倒，那么你所见到的那颗星就是一颗超新星。

说到这里，大家也许会纳闷：平白无故怎么会突然多出一个叫做“超新星”的星呢?这是怎么回事?其实，超新星并不是新生成的恒星，它们是原本早就存在的恒星。要想弄清什么是超新星，首先我们要先知道什么是新星。

在整个宇宙背景很暗的情况下，有些星星我们用肉眼是根本看不到的，甚至用一些大的望远镜都看不见。由于某种原因，这种恒星突然产生了爆炸，亮度一下子增长了上万倍，随后又逐渐变暗，这种星星，叫做新星。其中，我们把那些爆炸时亮度超群出众的，就称为“超新星”。

故事讲到这儿，大家也许又会问，超新星既然是恒星爆炸时形成的，那么恒星为什么会爆炸呢？

为了解决这个问题，我们需要大致了解一下恒星的演化过程。大家都知道，一个人总要经历诞生、成长、衰老直至寿终的整个一生。同样，自然界的动物、植物也是如此。那么，天上的星星又怎么样呢?也不例外。它们也要经过从生到死的过程。具体可以分为“早期形成”阶段、“中年”阶段和“晚年”阶段。所谓“早期”是指恒星开始形成的时候；“中年”指恒星相对稳定的时期。我们每天所见的太阳目前就处于“中年”阶段，所以它的光度基本不变。而当恒星迈入“晚年”阶段后，它就处于一种很不稳定的状态。是什么原因造成了这种结构的不稳定呢?许多科学家对此进行了猜测和设想。有人认为进入晚年的恒星，就像一个物体由于内外受力不平衡，晚年恒星就会被迫改变形状。由于星星要发光，它就必须消耗自身的能量。当它内部“燃料”逐渐被消耗时，它所能利用的也就越来越少，这就使得恒星向外放出的能量大大减少，这一下可不得了，本来向外的压力和向内的引力是平衡的，而这时向外的压力大大减少，巨大的引力因此而失去抗衡，就像房屋突然断了横梁和支柱一样，就会向中心猛然“坍缩”下去。结果，中心区域的物质被挤压得十分厉害，于是从恒星内部放出巨大的能量。一种被称作“中微子”的粒子流，就像超级飓风一样把恒星摧毁。而这个过程所需要的时间非常地短，不到一秒钟，瞬时温度可高达万亿。很难想象这个过程是如此迅猛，放出的能量如此之大，于是，我们就看到了它突然变亮的过程。这就是超新星爆炸的原因和过程。一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散，并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构，这被称作超新星遗迹。以下是人类所观测到的10大超新星。

（1）远古超新星

2009年，美国加利福尼亚大学科学家杰夫-库克在研究恒星死亡情景时，在观测波谱的远端则发现了远古超新星大规模爆炸的迹象。库克研究团队于是利用图像层叠技术来检测恒星光线的闪烁，共发现两颗远古超新星，两颗超新星年龄大约都是110亿年。这一发现将为揭开大爆炸后宇宙初期星系形成之谜提供线索。宇宙的年龄约为137亿年，而这两个年龄约110亿年的超新星所在的星系应该是宇宙大爆炸后最早形成的众多星系中的一个。当然，这一发现还有待进一步研究和评估，但已引起了天文界的重视与关注。

（2）年轻的超新星（G1。90。3）

我们在讨论最近几年所发现的超新星时，事实上这些超新星爆发都是发生在数百万年之前。1985年天文学家从G1。90。3超新星中识别出了无线电信号，2007年，美国宇航局钱德拉X射线天文台从炽热的粉尘与气体中搜集到了新的数据。通过对比两次观测数据的差异，科学们精确地推算出这颗恒星仅仅爆炸于140年前。G1。90。3超新星应该是目前为止已知的最年轻的超新星。G1。90。3超新星距离地球2。6万光年，目前它仍以惊人的膨胀速度发育，通过观测发现这颗超新星将使天文学家们更深入地理解恒星爆炸。

（3）双子超新星（2007ck和2007co）

比超新星更为强大的是什么？那当然就是两颗超新星同时爆发。2007年，美国宇航局“雨燕”天文观测卫星在同一个星系内成功地观测到两颗恒星先后发生爆炸。两颗超新星分别是2007ck和2007co，所在星系为MCG+05-43-16。通过进一步观测，天文学家测定这两颗恒星分别死于不同原因。2007ck是II型超新星，而2007co是1a型超新星。而且这两颗恒星的死亡时间只相差16天。通常特定星系内每隔25到100年才会发生一次超新星爆发。

（4）最亮超新星（2006gy）

2006年9月18日，天文学家英仙座NGC1260星系中观测到了有史记录以来宇宙中规模最大、光线最明亮的超新星爆发，这颗超新星就是2006gy。专家估计这次爆炸比普通超新星爆炸的强度要大100倍，死亡的恒星估计有太阳体积的150倍。超新星“2005ap”属于II型超新星，可能是大质量的恒星星核在重力作用下塌缩所引发的超新星爆炸，而它的亮度却是普通II型超新星爆炸的300倍。这颗超新星距离地球约47亿光年，其爆炸亮度竟然超过太阳的1000亿倍。

（5）香槟超新星（2003fg）

这里的“香槟超新星”并不是“绿洲乐队”的那首歌曲，它是编号为2003fg的一颗超亮超新星。2003fg超新星爆发是由于一颗白矮星吸引邻近一颗即将爆炸的恒星的物质所产生。天文学家在研究中发现，当白矮星质量增大到1。4个太阳质量时就会发生爆炸，从而引起超新星爆发。

（6）1987A超新星

自从1604年发现蛇夫座超新星以后400多年的时间内，人们用肉眼从来没有看到过一颗超新星。1987年2月23日，一位加拿大天文学家在大麦哲伦星云中发现了一颗5等星，它很快就被证实是一颗超新星，立即在世界各国的天文界引起了轰动。　随后的几个月内，这颗被称为1987A的超新星一直光彩夺目，亮度相当于1亿颗太阳。于是这颗编号为1987A的超新星迅速成为历史上被研究最深入的超新星。这颗超新星距离地球16。3万光年，位于大麦哲伦云中。事实上，它是在公元前161000年左右爆发的，但它的光直到1987年才抵达地球。哈勃太空望远镜2006年12月拍摄的1987A超新星遗迹。

（7）仙女座S超新星（1885A）

在1885年前，人类所观测到的为数不多的超新星距地球相对较近，而仙女座S超新星是第一个在银河系外被发现的超新星，也是仙女座发现的唯一一个超新星。。1885年，一位爱尔兰天文爱好者在天空中看到了一颗明亮的淡红色的天体。这颗天体就是1885超新星。1885超新星来自仙女星系，因此也被称“仙女座S超新星”，大约距离地球250万光年。然而，在几个月后，这颗超新星开始消失，直到1989年天文学家才再次发现它的残余部分。

（8）开普勒超新星（1604）

德国天文学家开普勒是丹麦天文学家第谷-布拉赫的学生，他追随老师的足迹找寻超新星，他也发现了一颗超新星。1604年10月，开普勒在天空中发现了一个新的发光体。这也是一颗肉眼能够看得见的超新星，编号为1604。从1604年到1606年间，开普勒一直在研究他的这颗超新星，直到该超新星于1606年消失。由于天文望远镜直到1609年才发明，因此开普勒的研究主要依靠肉眼观察。开普勒超新星也是400年来最后一颗只靠肉眼就可以观测到的超新星。开普勒超新星距离地球大约1。3万光年，是银河系内最近超新星发生爆炸的代表。

（9）第谷超新星（1572）

第谷超新星超新星的发现改变了2000年来人们对宇宙的认识。一直以来，人们受亚里士多德的影响，认为太阳、月亮以及星球都在围绕地球转。公元1572年，丹麦天文学家第谷-布拉赫在天空中发现了一颗明亮的新星。奇怪的是，这颗星星的运动并没有与其他星星相关，这表明该星体的位置远在亚里士多德所认识的空间之外。这一发现不仅仅使得亚里士多德的观点失效，而且让第谷的研究达到了一个新的高度。这颗新星就是“第谷超新星”。

通过与过去银河系外发生的超新星爆发的光谱进行详细比对，研究人员证实，第谷超新星爆发属于标准的热核爆炸型超新星爆发。热核爆炸型超新星达到最大发光强度时的绝对等级几乎是一定的，这一特征使热核爆炸型超新星被广泛用作测定到远方星系距离的标准光源。此前人们根据一些观测结果推测第谷超新星残骸距地球的距离介于7000光年至1。6万光年之间，而本项研究成果使科学家得以确定第谷超新星距离地球约1。2万光年。

（10）客星（185）

人类历史上最早关于超新星爆发的记录应追溯到公元185年。根据“后汉书”记载，中国古代天文学家早在公元185年就在天空中发现了一颗“客星”。天文学家是这样描述该超新星的，“呈现出五彩颜色，七个月后逐渐消失于天空之中。”后来，有的天文学家认为这仅仅是一颗彗星，但更多的人坚持认为这是一颗超新星。

天上掉下来的“石头”

陨石是地球以外未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道或成碎块散落到地球或其它行星表面的石体，是从宇宙空间落到某个地方的天然固体，也称“陨星”。它是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本，极具收藏价值。

在古代，人们往往把陨石当作圣物。比如，古罗马人把陨石当作神的使者，他们在陨石坠落的地方盖起钟楼来供奉。匈牙利人则把陨石抬进教堂，用链子把它锁起来，以防这个“神的礼物”飞回天上。伊斯兰教圣地麦加也有一块陨石，被视为“圣石”。在一些文明古国，还常常用陨石作为皇帝和达官贵人的陪葬。

现如今，我们也会经常看到有关某地又发现新的陨石的报道，这些神秘的外来客曾经让地球人恐慌不已。现在随着人类的研究领域已跨向星际空间，陨石的神秘面纱也渐渐被人类撩开了。

科学家在对陨石的不断研究中发现，陨石是坠落地面的流星体残余。在对其物质成分进行分析后，科学家们认为可以把它们分为三大类：石陨石（主要成分是硅酸盐）、铁陨石（铁镍合金）、和石铁陨石（铁和硅酸盐混合物）。

陨石在高空飞行时，表面温度达到几千度。在这样的高温下，陨石表面融化成了液体。后来由于低层比较浓密大气的阻挡，他的速度越来越慢，融化的表面冷却下来，形成一层薄壳叫“熔壳”。熔壳很薄，一般在1毫米左右，颜色是黑色或棕色的。在熔壳冷却的过程中，空气流动在陨石表面吹过的痕迹也保留下来，叫“气印”。气印的样子很像在面团上按出的手指印。熔壳和气印是陨石表面的主要特征。若是你看到的石头或铁块的表面有这样一层熔壳或气印，那你可以立刻断定，这是一块陨石。但是落下来的年代较长的一些陨石，由于长期的风吹、日晒和雨淋，熔壳脱落了，气印也就不易辨认出来了，但是那也不要紧，还有别的办法来辨认。石陨石的样子很像地球上的岩石，用手掂量一下，会觉得它比同体积的岩石重些。石陨石一般都含百分之几的铁，有磁性，用吸铁石试一试便会感到。另外，仔细看看石陨石的断面，会发现有不少的小的球粒。球粒一般有1毫米左右，也有大到2~3毫米以上的，90%以上的石陨石都有这样的球粒，它们是陨石生成的时候产生的。是辨认石陨石的一个重要标记。铁陨石的主要成分是铁和镍。其中，铁占90%左右，镍的含量一般在4~8%之间，地球上的自然铁中镍的含量一般不会有这么多。

在铁陨石上切割一个断面，磨光后，用5%的硝酸酒精侵蚀，光亮的端面会呈现出特殊的条纹，像花格子一样。这是因为铁陨石本身成分分布不均匀，有的地方含镍量多些，有的地方少些，含镍量多的部分，化学性质稳定，不易被酸腐蚀，而含镍量少的部分受酸腐蚀后，变得粗糙无光泽，这样就由这些亮的和暗的部分组成了花格子一样的条纹。除了极少数含镍量特多的陨石外，都会出现这些条纹。这是辨认铁陨石的一个主要方法。石铁陨石极少见，由石和铁组成，它含有大致相等的铁和硅酸盐矿物。