为什么要研究超新星？

　　作者：李良

　　关键词：超新星

　　1987年的2月23日，所有南半球的天文学家都把望远镜指向了大麦哲伦星云。那里出现了一颗肉眼看得到的超新星：SN 1987A。这是自1604年开普勒超新星（SN 1604）以来观测到的最明亮的超新星爆发。对它的研究一直持续到现在。为什么超新星会这么吸引天文学家的兴趣呢？让他们来告诉你吧。

　　超新星爆发是非常壮观的，亮度可以一下子提高100亿倍，是现在已知恒星世界中最激烈的爆发现象。

　　天体物理学家一般认为，超新星是恒星演化的一个十分关键的阶段。对于质量比太阳大3.5倍以上的恒星，在其演化的晚期，核心部分的核能源用尽之后，会发生星体核心的大坍缩，并由此引起一种核反应而导致星球的大爆炸。超新星并非“超级新生的星”，而是恒星死亡之前的一次“杰出表演”。一般的新星一次爆发后，有可能再次爆发，而超新星基本上是把整个星体都爆炸掉了。

　　通过观测超新星各种波长的辐射，我们知道，超新星爆发时向空间释放大量能量，光度突然增加几千万倍；同时抛射出大量粒子，其中最快的中微子的运动速度与光速相等。根据爱因斯坦相对论原理，在此过程中还会辐射出引力波，也以光速运动。记录、研究以上这些天体物理现象，对于全面研究天体的结构和演化规律，具有非常重要的意义。研究超新星的气体膨胀壳，并将其结果与亮度和温度的数据结合，天文学家就能够测量出超新星的距离，乃至我们宇宙的大小。

　　许多超新星显然由于银河系范围内气体云挡住人们的视线而看不见。超新星爆发如同光辉的灯塔，由于它们的辐射到达地球之前，在空间受到气体尘埃云的吸收，人们探测这些吸收线，就可以得出其间的云是由什么组成的，进而为宇宙学研究提供科学依据。

　　近年来有些学者认为，超新星爆发产生的大量宇宙线和重元素投入到星际空间，成为以后形成新的恒星和行星的原材料。例如，有人研究了一些陨石中同位素的含量后提出，超新星的冲击波曾给原始太阳星云“射入”自己的一些元素；超新星爆发所喷出的大部分气体曾包围了原始太阳星云，并把原始太阳星云压缩到一定密度，使星云缩聚，此后逐渐形成了太阳及其行星系统。

　　根据现代天文学理论，恒星在大坍缩之后的结局是形成致密天体，譬如主要由中子组成的中子星，即脉冲星，以及引力极强的黑洞。致密天体核心部分中，沙粒大小的物质便重达10万吨以上。大多数天文学家期望在超新星爆发后的原来位置上，能发现脉冲星或黑洞。