公元1572年,明朝第十三位皇帝萬歷帝朱翊鈞即位。他剛登基4個月,便發生了一件怪事。
十月初三那天夜里,東北方向的天空中,突然出現一顆彈丸一般大的星星,隨后幾天越來越亮。到了十九日的晚上,這顆赤黃色的星星已經大到燈盞一般,光芒四射,比最亮的恒星天狼星還要亮,在沒有月亮的夜晚能清晰地照出人影,甚至在白天都能看見它,眾人稱之為“妖星”。
萬歷帝雖貴為天子,對天生異象也同樣深感恐慌,擔心這是“災異之兆”,是上天將要降災的警告,于是晚上特意親自前往大殿外對著這顆星星祈禱。直到次年二月,這顆怪星的光芒才開始逐漸減弱,又過了兩個月終于看不見了。
在萬歷帝看到這顆“妖星”的三天后,遠在丹麥的天文學家第谷·布拉赫也同樣記錄下了這顆明亮的新星,因此天文學史通常稱此星為“第谷超新星”此后,天文學家發現了越來越多的超新星。
那么,超新星是怎么來的?它們真的能降災禍于人間么?
恒星的毀滅
其實,超新星并不“新”,反而是一顆恒星生命的最后階段
對于大多數大質量恒星來說,它生命中的大部分時間都在進行核聚變。正是核聚變產生的巨大能量,一刻不停地從核心向外涌出,就像一顆用力跳動的心臟,抵消了恒星外殼在自身引力下向內坍縮的趨勢。遠遠看上去,此時的恒星是如此平靜
核聚變的能量,主要是將氫元素轉變為氦元素時釋放的。當核聚變消耗掉恒星核心中幾乎所有的氫元素時,為了能繼續維持能量的輸出,便開始不斷加速地消耗和合成更重的元素,但產生的能量卻越來越少。這個過程很短暫,當合成的產物推至鐵元素和鎳元素之后,核聚變便已無力繼續向外提供任何能量了。
這時恒星便進入了老年。沒有了足夠的能量燃燒來維持自身的平衡,恒星的“心臟跳動”近乎停止,核心便會越壓越緊,直到某一刻外殼在巨大引力的作用下屈服,并迅速向內坍縮,猛烈地撞擊致密的核心。對于那些核心質量越過1.4倍太陽質量的恒星來說,向核心的坍縮只需幾分之一秒。這接近光速的撞擊產生了恐怖的沖擊波,又以超音速穿過恒星外層,就像是埋在西瓜中的手雷,一瞬間將其炸開,無數殘骸碎片向外散射開來。恒星以最壯麗輝煌的閃光,完成了最后的掙扎。這便是超新星爆發。
超新星爆發后的中心處,常會形成一個致密天體,比如顆中子星,或者一個黑洞。
恒星的新生
超新星爆發時,恒星的殘骸以及被加熱的星際介質會達到相當高的溫度,甚至會釋放出×射線。當爆發最終結束后,恒星原來的位置上會留下一片遺跡,就像宇宙中一顆璀璨的明珠,那里是人類賴以生存的氧元素的主要來源
如果爆炸時又正好有致密的星際氣體在其附近,那么星際氣體便會在巨大
的沖擊下被壓縮,觸發新一批恒星的形成。于是,盡管恒星已死,但它產生的物質和
能量又開始了下一次的孕育。這一小片宇宙仿佛重新擁有了生命,周而復始。我們的太陽,說不定便是45億年前附近的某顆超新星爆炸而誘發誕生的。
對地球的影響
清楚了超新星出現的前因后果,我們就知道超新星爆發除了會產生一定的射線外,不會對人類生活造成什么巨大的影響,更不會左右歷史的車輪軌跡。
除非,這顆超新星爆發發生在離地球足夠近的地方,那情況就復雜了。比如,一顆超新星在距地球不足30光年的地方突然爆發,據估計,地球大氣臭氧層的一半將被沖擊摧毀,陸地生物圈將受到極其嚴重的破壞。
好消息是,目前最近的超新星“潛力股 來自飛馬座的IK雙星系統,距離地球也有154光年,并且一直在遠離我們。據估計,這個系統需要至少19億年才能吸積到爆炸所需的臨界質量,所以19億年內,地球都是安全的。