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标 题[摘录]超新星爆炸浩劫後,什麽也不留?
发信站铭传筑梦别境 (Fri Jun 10 22:05:19 2005)
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近300年来,最靠近地球的一次超新星爆发--SN 1987A,1987年发生於银河系的
卫星星系之一大麦哲伦星系(Large Magellanic Cloud,LMC)中。天文学家从
发现其爆发开始,便不断地研究这个超新星残骸。爆发时向外传送的强烈震波已
将周遭的星际介质云气一一点亮,像是一串珍珠项链一般,然而,天文学家发现
:在超新星残骸的中心,似乎没有残留任何中子星或黑洞等致密天体。
按照恒星演化理论,当一颗大质量恒星演化到生命末期时,会以超新星爆炸结束
,不过仅限於恒星外层被炸开、向外四射,核心却会向内塌缩,质量集中在体积
相当於一个城市大小的范围内,成为一个致密天体,成分通常是次原子(如中子
),因此称之为中子星;如果恒星质量更大、塌缩程度更致密,便会形成黑洞。
1987A的原始恒星质量约为20倍太阳质量左右,恰在中子星与黑洞的形成质量界
线上,天文学家不确定会产生哪一种致密天体,但期待1987A超新星残骸里至少
会有中子星,如今却连哈伯太空望远镜都证实没有任何残余份子。因此天文学家
们觉得相当不可思议--爆炸的力量真的大到粉碎一切吗?或是其实是有颗致密天
体在那儿,只是因为某种原因而看不到?
黑洞或中子星的侦测相当不易。由於不可能从黑洞发出光来,天文学家只能藉由
物质旋绕并被黑洞吞噬的过程中,物质被加热至高温而放射出的辐射来探知黑洞
的存在。至於中子星,则只能藉由它两极如同灯塔光束一般的辐射,随中子星自
转而向地球放射出短暂的脉动讯号(因而名为「波霎pulsar」或「脉冲星」),
或是如同黑洞一般、物质旋绕靠近中子星被加热而放出的辐射,来探知中子星的
存在。
因此天文学家猜测:会不会1987A里的中子星,没有物质堆积旋绕,所以无法放出
我们能察觉的辐射?天文学家目前虽已摒除1987A里有波霎的可能性,因为即使它
两极的光束恰好不是朝向地球扫射,也会照亮周围的气体尘云,但这两者都没有
发现。然而,理论预测:超新星爆炸後,可能会经过100~100,000年而,才能因
磁场变得够强,迫使中子星向外发出的辐射被集中成光束形成波霎,所以,1987A
可能还要再经过一段时间才能变成波霎。
天文学家现在的最终之途,是搜寻1987A核心附近究竟有没有物质堆积旋绕的现象
。物质堆积的方式有两种:一是从各个方向往中心集中,故为球状堆积;另一种则
是一般常见的盘状堆积。因球状堆积面积大,应会明亮到足以侦测到的地步,由哈
伯太空望远镜的观测资料,已经排除球状堆积的可能性。而若有发生盘状堆积,那
麽它的亮度就不高,显示这个吸积盘质量和直径都不大,吸积速率也很慢(至少低
於每年1/5月亮质量)。
天文学家目前希望能继续藉由史匹哲太空望远镜在红外波段上的优势,研究周围云
气的吸收--再辐射过程,寻找究竟是什麽原因在驱动超新星残骸,并点亮周围的云
气。
参考资料:arxiv, White Dwarfs in a Death Spiral, 2005.6.6
* 转载自台北天文馆
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