在宇宙中，有許許多多“開掛”的天體，其中有一顆脈沖星編號為：SN 1987 A，或者P S R 0535-69。它位于大麥哲倫星系，距離地球大概168,000光年。
SN 1987 A自轉(zhuǎn)一個周期才0.5毫秒，一秒鐘要自轉(zhuǎn)2000圈，這啥概念？
我們可以做個類比，地球自轉(zhuǎn)一周大概是24小時，換算一下，就是8.64*10^7毫秒，比SN 1987A整整大了8個 數(shù)量級。相當(dāng)于SN 1987 A轉(zhuǎn)1.7億圈，地球才轉(zhuǎn)一圈。
如果我們把SN 1987 A按照半徑10^3米來處理，那這顆脈沖星赤道在自轉(zhuǎn)時的線速度就可以達(dá)到1.2*10^8 m/s，光速是3*10^8 m/s，也就是說，整個線速度已經(jīng)非常接近光速了。如果有人可以活在站在SN 1987 A的赤道上，不考慮引力作用，那感覺一定很刺激。
所以，SN 1987 A可以是說目前我們觀測到的天體中極為“奇葩”的存在。不過，奇葩歸奇葩，SN 1987 A在天文學(xué)界可是鼎鼎大名，這不是因為“奇葩”，而是因為它引發(fā)了天文學(xué)領(lǐng)域的研究革命。那究竟是咋回事呢？
這要從1987年2月23晚說起，這個夜晚也是載入史冊的一個夜晚。在這個夜晚，日本神岡中微子探測器接收到了12個高能中微子散射電子的事例，這意味著在當(dāng)時有大概1億億個中微子穿過了這臺探測器，而探測器記錄下來了12個，這是極為反常的現(xiàn)象。可以說，從中微子的角度來看，地球已經(jīng)被它打成了篩子，但由于中微子不參與到電磁相互作用，所以我們感受到它穿過了地球。
不僅神岡中微子探測器接收到了高能中微子，美國、意大利、蘇聯(lián)的中微子探測器也都接收到了。而在神岡中微子探測器發(fā)現(xiàn)中微子之后的3個小時，科學(xué)家伊恩·謝爾頓和奧斯卡·杜阿爾德利用智利拉斯坎帕納斯天文臺的望遠(yuǎn)鏡，對準(zhǔn)了大麥哲倫云進(jìn)行拍照。
他們共同發(fā)現(xiàn)了一次超新星爆發(fā)，也就是SN 1987 A。同一時間，也有其他的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這次超新星爆炸。
可能你要問了，這起超新星爆炸有什么特殊的呢？
其實，它真的很特殊。細(xì)心的朋友可能會發(fā)現(xiàn)一個問題，那就是中微子達(dá)到地球的時間，竟然比光還快了三小時。我們都知道，愛因斯坦的狹義相對論是建立在“光速不變原理”之上的，而通過光速不變原理，我們可以得到信息、物質(zhì)、能量的速度極限是光速。因此，中微子比光還要快，就違背了愛因斯坦的相對論。難道愛因斯坦真的錯了么？
其實并沒有，之所以說這次的超新星爆炸可以載入史冊，就是因為它幫助科學(xué)家完成了“核塌縮超新星模型”。那為什么沒有違背相對論？“核塌縮超新星模型”又是什么？
這就需要提到恒星的演化。我們每天夜晚都能看到天空中一閃一閃的星星。這些星星一部分是恒星，一部分是星系，只有極少數(shù)的是太陽內(nèi)的行星。
之所以會有星光，其實是因為恒星內(nèi)核會發(fā)生核聚變反應(yīng)。就拿太陽來說，太陽內(nèi)核就正在發(fā)生氫核聚變。具體來說就是，氫原子核轉(zhuǎn)化成氦原子核的過程。
之所以太陽可以引發(fā)核聚變反應(yīng)，這是因為太陽質(zhì)量巨大，引力會使得太陽內(nèi)核溫度急劇升高，物質(zhì)呈現(xiàn)等離子態(tài)。這種狀態(tài)下，原子結(jié)構(gòu)都無法完整地保留。電子脫離原子核的束縛，因此，太陽內(nèi)核就像是一鍋粒子粥，電子、原子核等粒子在其中自由地移動。
所以，原子核和原子核之間就有一定的概率發(fā)生核聚變反應(yīng)。一般恒星中含量最高的就是氫原子核，因此，首先引發(fā)的是氫原子核的核聚變反應(yīng)。當(dāng)然氫原子核燃燒得差不多時，如果質(zhì)量足夠大，恒星會就會發(fā)生一次“換擋”，開始燃燒氦原子核，生成碳原子核和氧原子核。同樣地，只要質(zhì)量足夠大，當(dāng)碳原子核燒得差不多時，還可以繼續(xù)沿著元素周期表從低往高地進(jìn)行核聚變反應(yīng)，一直到生成鐵。
鐵原子核是最穩(wěn)定的原子核，想要讓鐵原子核發(fā)生核聚變是相當(dāng)困難的。不過，有一類特大質(zhì)量的恒星，它們的質(zhì)量大概是9倍以上的太陽質(zhì)量。在演化過程中，會形成一個類似于巨型洋蔥頭的狀態(tài)。被稱為巨型洋蔥頭的原因是這類恒星就像洋蔥一樣，一層層地發(fā)生著不同的恒聚變反應(yīng)。
由于它們的質(zhì)量極其大，因此，這類恒星的引力巨大，引力會使得恒星的內(nèi)核快速坍縮，光子會被壓入到鐵原子核內(nèi)部，直接擊碎鐵原子核，這時就會釋放出質(zhì)子和中子，質(zhì)子和自由的電子發(fā)生反應(yīng)就會生成中子和中微子。
由于中微子的穿透力極強(qiáng)，中微子從核心逃逸出來，飛向廣闊的宇宙。又因為質(zhì)量又很小很小，我們連測量它的質(zhì)量都極為困難。因此，根據(jù)狹義相對論，我們可以知道，中微子的傳播速度是極其快的，接近于光速。
中微子從核心逃逸的過程中會帶走了大量的能量，這會加速核心的坍縮，使得恒星的核心和外殼分離開。此時，就會有一部分的中微子被外層吸收，從而引發(fā)超新星爆炸。
所以，在超新星爆炸開始之前，已經(jīng)有很多中微子朝著地球飛來，這也是為什么我們會先接收到中微子的原因，因此，光速不變原理并沒有什么問題。
我們繼續(xù)說回到恒星，就在中微子被產(chǎn)生后不久，大部分的質(zhì)子都與自由電子反應(yīng)生成了中子。此時，在引力的作用下，中子被束縛在了一起，由于中子是一種費米子，它需要遵循泡利不相容原理的。因此，中子可以產(chǎn)生一種量子效應(yīng)，我們稱之為：中子簡并壓。
這種量子效應(yīng)會產(chǎn)生一種向外對抗引力的作用，于是，恒星的內(nèi)核就會處于一種平衡態(tài)。于是，一顆新鮮出爐的中子星就此誕生了，也就是上文中提到的SN 1987 A。
可以說，1987年2月23號夜晚的發(fā)現(xiàn)，使得天文學(xué)家完善了這類中子星的形成機(jī)理，確認(rèn)了超新星爆炸之后可以形成中子星。如今我們依然可以觀測到那一次超新星爆炸之后的殘骸。
同時，通過中微子探測SN 1987 A，也正式拉開了中微子天文學(xué)的序幕。如今，中微子天文學(xué)已經(jīng)成為了天文學(xué)研究的最前沿。因此，1987年2月23號是一個足以被載入天文學(xué)史冊的日子。
