NASA 首次捕捉到超新星爆炸瞬間,爆炸衝擊波產生太陽 1.3 億倍亮度的閃光!

作者 | 發布日期 2016 年 03 月 23 日 17:20 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly
supernova blast

當一顆恆星爆炸時,會形成超新星,在過程中產生巨大的衝擊波。NASA 團隊日前觀測到有史以來第一個超新星的形成過程,其過程中產生的「爆炸衝擊波」發出耀眼的閃光,NASA 根據觀測結果與數據製作出了這顆超新星爆炸的動畫,從動畫中看到的爆炸過程相當令人震撼。



超新星是由爆炸的恆星所形成的,可能以兩種方式觸發其爆炸,包括重新點燃核融合之火的簡併恆星,或大質量恆星核心的重力塌陷。NASA 這次捕捉到的超新星,就是屬於後者的恆星核心重力塌陷,要能造成這種內部塌縮的恆星,質量至少要為太陽質量的 9 倍。

當一顆紅超巨星生命期接近結束時,所發展出來的元素會越來越重,而越重的元素也會越接近核心,在用盡核融合反應所需燃料後,紅超巨星不再能繼續維持其生命,重力導致核心塌陷,引發劇烈爆炸,產生爆炸衝擊波,而在爆炸的過程中,其光度會短暫超越整個星系,輻射出的能量,就如同太陽或普通恆星一生所輻射的總量。最後,爆炸結束後會形成 II 型超新星、也稱為核塌縮超新星。

為了尋找超新星爆炸的蹤跡,由美國聖母大學(University of Notre Dame)天體物理學教授 Peter Garnavich 帶領的國際科學團隊,分析 NASA 的克卜勒太空望遠鏡(Kepler space telescope)拍攝到的 500 個遙遠星系中的 50 兆顆恆星光譜,終於發現了完整的超新星爆炸過程。

在 2011 年時,克卜勒拍攝到 2 顆紅超巨星發生超新星爆炸,一顆名為 KSN 2011a,距離地球僅 7 億光年遠,大小是太陽的 300 倍,而另一顆名為 KSN 2011d,距離地球約 12 億光年遠,其大小更相當於 500 顆太陽。若要更具體的解釋這 2 顆紅超巨星的大小,Garnavich 指出,「將地球繞太陽公轉的軌道範圍放進這 2 顆巨大恆星內都綽綽有餘」。

NASA 這次以動畫方式呈現的超新星爆炸,是根據 KSN 2011d 爆炸過程所得的觀測數據製作的,這顆紅超巨星還未爆炸前,亮度約為太陽的 2 萬倍。在核心重力塌陷後,衝擊波衝破恆星表面形成手指狀電漿噴流,接著,僅 20 分鐘過後,所有衝擊波到達恆星表面,形成所謂的超新星爆炸與爆炸衝擊波,產生的閃光約為太陽亮度的 1.3 億倍,而隨著超新星持續的爆炸,可到達的最高亮度甚至為太陽的 10 億倍。

 

要捕捉到任何突發事件本來就不是件易事,更別說是難得一見的超新星爆炸,且 KSN 2011d 的爆炸衝擊波持續過程僅僅 20 分鐘的時間,能捕捉到其能量的釋放,對天文學家來說是一個天文觀測上的里程碑。

(首圖來源:擷取自 YouTube

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