在我們的宇宙中，存在著各種各樣奇葩的天體和事件。比如說，我們?nèi)祟愡@么辛辛苦苦地觀測，結(jié)果幾千年過去之后，發(fā)現(xiàn)我們只看到了宇宙不到5%的物質(zhì)總量，剩余的95%都是我們看不到的，可以說是相當(dāng)?shù)闹S刺。
同樣是看不到的還有黑洞，這個(gè)天體是宇宙中最殘暴的天體，沒有之一。見誰就撕誰，根本沒得商量，撕完也就算了，還會吃干凈。
這些其實(shí)都是我們看不到的，但實(shí)際上，還有我們看得到的“奇觀”，這個(gè)奇觀叫做超新星爆炸。到底有多奇特呢？在1054年，宋代的人就記錄了一顆超新星，在《宋會要》當(dāng)中，是這么記載的。
至和元年五月，晨出東方，守天關(guān)。晝?nèi)缣祝⒔撬某觯喟祝惨姸铡?/p>
意思是說，這顆超新星在白天都能看得清清楚楚，大概這樣持續(xù)了23天。而如今我們還能看到它的殘骸，也就是蟹狀星云。
可要知道的是，這顆超新星距離我們有6300光年，也就是9.46*10^12公里，這么遠(yuǎn)還能在白天看的清清楚楚，可以說是相當(dāng)?shù)纳衿?/strong>。那為什么超新星爆炸會如此明亮呢？
今天，我們就來聊一聊這個(gè)話題。
超新星爆炸實(shí)際上有非常多的分類，不同的分類還有不同的說法。我們先從IIa型超新星說起，這也是宋朝記載的那次事件的超新星爆炸的類型。
首先，我們都知道，宇宙中存在著很多天體，但是有的天體暗，有的天體就比較明亮。這類很明亮的天體中，絕大多數(shù)都是恒星，太陽就是恒星。
而恒星的之所以可以很明亮的一個(gè)最重要的原因是內(nèi)核在發(fā)生核聚變反應(yīng)。那為什么恒星能夠點(diǎn)亮核聚變反應(yīng)呢？
其實(shí)答案很簡單，那就是恒星的質(zhì)量夠大。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天體的質(zhì)量達(dá)到了太陽質(zhì)量的7%以上，天體的內(nèi)核就可以發(fā)生核聚變反應(yīng)，而這個(gè)核聚變反應(yīng)其實(shí)就和自身的引力有關(guān)，引力越大，核聚變的就越劇烈。一般來說，由于宇宙中大部分的元素都是氫元素和氦元素，它們占到了99%以上，因此，恒星的構(gòu)成中，氫元素和氦元素也占了大頭。在引力的作用下，恒星內(nèi)部首先促發(fā)了氫元素的核聚變反應(yīng)，這是因?yàn)楹ず司圩兯枰臈l件遠(yuǎn)比氫核聚變苛刻得多。而整個(gè)反應(yīng)的過程會生成原子序數(shù)更大的氦元素。
而當(dāng)核聚變反應(yīng)被點(diǎn)燃后，就會產(chǎn)生一個(gè)對外的壓力，這壓力會和引力達(dá)到一個(gè)動態(tài)的平衡。
當(dāng)恒星內(nèi)核的氫元素消耗得差不多之后，內(nèi)核會在引力的作用下急劇壓縮，內(nèi)核的溫度就開始飆升，如果達(dá)到了2億度，就可以點(diǎn)燃氦原子核的核聚變反應(yīng)，同時(shí)會生成碳元素和氧元素。
同樣的，當(dāng)氦元素消耗殆盡時(shí)，內(nèi)核還會繼續(xù)被壓縮，直到促發(fā)原子序數(shù)更大的元素的核聚變反應(yīng)，只要恒星的質(zhì)量足夠大，就有可能一直往下進(jìn)行，直到鐵元素。鐵元素是一個(gè)里程碑一樣的存在。
這是因?yàn)閺脑雍说慕嵌葋砜矗F原子核是最穩(wěn)定的原子核。原子序數(shù)小于鐵元素的元素原子核都有聚變成鐵原子核的趨勢，同樣的，原子序數(shù)大于鐵元素的元素原子核都會裂變成鐵原子核的趨勢。這是因?yàn)樵谧匀唤纾f物都有趨向于穩(wěn)定的特點(diǎn)。我們也把鐵原子核的這種穩(wěn)定性稱為比結(jié)合能最大。
要知道無論是氫原子核的核聚變反應(yīng)，還是氦原子核的核聚變反應(yīng)，都會釋放出大量的能量，但要讓鐵原子核發(fā)生核聚變反應(yīng)，是需要輸入大量能量的，但同時(shí)釋放的能量很少，這就是一筆虧本的買賣。因此，要讓鐵原子核發(fā)生核聚變反應(yīng)的條件也是最難的，溫度要飆到幾十億度。由于這時(shí)候恒星的內(nèi)核溫度特別高，這也影響到了恒星外層的溫度，使得外層各種還沒有發(fā)生核聚變反應(yīng)的原子核發(fā)生核聚變反應(yīng)。這就出現(xiàn)一層層的不同原子核的核聚變反應(yīng)，就像洋蔥一樣。
由于鐵原子核的核聚變反應(yīng)需要十分苛刻的反應(yīng)條件，因此，內(nèi)核在引力的作用下，溫度持續(xù)飆升，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，光子會擊穿原子核，釋放出大量的質(zhì)子和中子，質(zhì)子會和自由的電子發(fā)生反應(yīng)，生成中子和中微子。此時(shí)，內(nèi)核會急劇地收縮，直到成為一顆中子星或者黑洞。
除此之外，釋放出來的中微子，在此時(shí)會快速的遠(yuǎn)離恒星的核心，大部分的中微子會沖向宇宙的深處，一部分的中微子會被恒星的外層所捕獲，要知道這些中微子都是帶有巨大的能量，于是，就會引發(fā)超新星爆炸。
在這個(gè)過程中，會產(chǎn)生需要原子序數(shù)高于鐵元素的元素，同時(shí)釋放出大量的能量。
這就是IIa超新星爆炸，亮度常常可以達(dá)到一個(gè)星系的水平，當(dāng)發(fā)生時(shí)，只要距離不算太遠(yuǎn)，我們都能在天空中很明顯地看到它。
IIa超新星爆炸最終還留下中子星或者黑洞，但有一類超新星爆炸連渣都不剩，這就是Ia型超新星爆炸。這類超新星爆炸實(shí)際上是因?yàn)椋恍┖阈堑馁|(zhì)量并不大，當(dāng)內(nèi)核的核聚變反應(yīng)發(fā)生到氦原子核的核聚變之后，由于引力太小，無法繼續(xù)引發(fā)碳原子核的核聚變反應(yīng)。于是，恒星就會變成一顆白矮星。
白矮星是致密的天體，是除了黑洞和中子星之外，最恐怖的天體。如果這個(gè)白矮星是在一個(gè)雙星系統(tǒng)當(dāng)中，并且另外一顆恒星演化到紅巨星時(shí)，這顆白矮星就會開始蠶食紅巨星。在蠶食伴星的過程，自身的引力會足見增加，直到可以點(diǎn)燃碳原子核的核聚變反應(yīng)，于是，就會引發(fā)碳閃，把自己炸得渣都不剩，這也就是Ia型超新星爆炸。
以上，就是宇宙中最常見的兩種超新星爆炸，可以說，宇宙中大無奇不有，但我們可以得出這么一個(gè)結(jié)論，宇宙之中，實(shí)際上是質(zhì)量為王。質(zhì)量的多少，或者說能夠達(dá)到多大的質(zhì)量，會決定天體具體的種類，是恒星，還是行星，還是小行星；還會決定天體的演化，是IIa型超新星爆炸，還是Ia型超新星爆炸，還是白矮星，中子或者黑洞。
