科學家們如今已經發現宇宙間存在兩種超新星,I型超新星和II型超新星,其中I型超新星亮度規模都極其相似,是由于白矮星的爆發形成的,而II型超新星似乎是全然不同的野獸,通過審視恒星碎片,科學家已經明白了II型超新星不是白矮星爆發的結果,而恰恰是超大垂死恒星的巨大爆發,其質量至少是太陽的10倍,但是這些超級爆發又是如何運作的呢?
這些宇宙難題的答案出現在20世紀中葉,那是超新星偵探史上首次巡邏在銀河系的路面上系統地搜尋巨大的恒星爆炸。同偵探一樣,宇宙調查員一直密切地注視著夜空,他們搜尋者暴露實情的亮光,那可是超新星的證據。
為了執行搜尋計劃,科學家們用上了散布在全球各地的一系列卓越的望遠鏡。在歷史上我們用地面望遠鏡發現超新星,也就是堅持不懈地掃描天空來尋找新的超新星爆發。宇宙超新星搜尋開始于20世紀30年代,標新立異的天體物理學家弗里茨-茲維基首當其沖,他是系統搜索編制目錄及量化新爆發恒星的第一人,是發現爆發恒星真正的先驅之一。
這個開拓性的天體物理學家認為這些龐大而壯觀的恒星事件是整個恒星爆發的結果。茲維基曾預言某種爆發恒星是發生在大質量恒星的內核坍塌時,然后反彈創造出巨大的爆發,在其坍塌的過程中,壓縮的殘骸應該會形成一個中子球,即中子星。
本質上普通物質是由質子,中子,電子構成的,而在鐵核的坍塌中,構成原子的質子和電子結合產生了中子。中子星是密度大得驚人的天體,如果你將一棟大樓比如紐約的帝國大廈壓縮到中子星的密度,就會像子彈那般大小,它們具有極高的密度,一勺中子星的密度在地球上將重達10億噸!
鐵是原子核約束最緊固的元素,所以一旦恒星是由鐵構成的,那確實是走到了盡頭了,真的是場災難。鐵核是恒星生命的末日,然而這個致密的鐵核不會就這么平靜地開始中子星的新生命,中子星會自我反彈,而反彈的中子星與周圍的物質碰撞,將自己的一定能量傳給碰撞的物質,于是引發了噴射。
在內核塌縮的場景中,有些東西會源源不斷地將噴射往外推,問題就是:這個將爆發推向太空的神秘力量究竟是什么呢?
科學家們計算為了讓一個成功的爆炸發生需要其他的因素,他們懷疑一種叫做中微子的東西,具有能量的幽靈般的粒子,已經預測到但從未發現過。
天體物理學家認為在內核塌陷期間,電子被擠壓得非常貼近原子核里的質子,于是它們一起結合成了中子,在這個過程中它們釋放出微小的神秘的中微子。
中微子是一種有趣的粒子,它們不帶任何電荷,所以不會與光發生作用,它們的相互影響只靠物理學家所謂的弱力,弱力的命名相當恰當,這意味著這些粒子輕易穿過地球,能夠穿透厚厚的物質,它們穿行自如,就如同幽靈一般!而且之前有科學家研究發現中微子可以達到“超光速”運行,但根據愛因斯坦相對論,沒有任何東西的速度可以超越光速,如此一來就需要新的理論來解釋這一現象,科學家們推測還存在額外的維度,而中微子就是通過額外的維度“抄近道”超越光速的。