这是宇宙中最壮丽的景致，如今我们就来了解它——超新星
超新星的事情原理
（在这张图片中，白矮星强壮的引力从四周的恒星中吸出物质。假如白矮星变得太大，无法支持本人的分量，它就会自行坍塌，然后在超新星中爆炸）
我们出生，然后发展，最初殒命。而假如我们在生命的尽头化作灿烂的焰火，散失在爆炸的巨响中，那么我们的生命周期与在夜空中闪灼的巨型恒星则可以说是基本相反了。
当宇宙中宏大的恒星爆炸时，爆炸阶段的恒星被称为超新星发作。固然较小的恒星就如此散失了，但它的殒命却是一场宇宙级有目共睹的盛事。它终身都在蚕食本人的内脏——偶尔是太阳的内脏——来作为燃料。当没有任何东西可供它斲丧时，它将自行坍缩崩溃，然后在敲响的丧钟声中向外爆炸，使其他宏大的恒星（偶尔乃至是整个星系）在数天，数周乃至数月内都显得相形失色 【材料泉源： 莱蒙尼克（Lemonick）】。
据统计，在银河系轻重的星系中，超新星爆炸每50年支配就会发作一次。但是，直到2006年，封建家都以为银河系迩来的超新星爆炸产生在16世纪末[材料泉源：戈达德太空飞行中央]。然后，他们熟悉到，他们跟踪了23年的星际碎片团，实践上是一个仅有140年汗青的超新星的剩余物[材料泉源：NASA]。由于宇宙尘土的存在，天文学家并无法直接观察到这次超新星的发作，据估测，宇宙尘土也拦阻了我们对每年产生在银河系外的10亿颗超新星中绝大局部的观察[材料泉源：奥登瓦尔德（Odenwald）]。
相反，有些超新星是云云亮堂，致使于用一组简便的双筒望远镜就可以看到它们。2011年9月，北半球的人们可以窥视到大熊座风车星系（它显如今北斗七星的把手上方，但在南半球的大局部地区却看不到），一颗2100万年前引爆的超新星【材料泉源： 珀尔曼（Perlman）】。那么，你怎样发觉一个超新星呢？将一个新的光点识别为超新星（而不是高速飞行的飞机或彗星）约莫比你想象的要容易得多。
怎样找到超新星
在明朗无云的夜晚，使用星图来识别星座是很容易的。毕竟，这些天体的地点以前被绘制了几个世纪。但是，当一个系外来客忽然显如今其有据可查的伙伴中时，会产生什么呢？它约莫是数亿年前爆炸的恒星的遗骸，而其光晕才刚刚抵达我们的视网膜。
天文发觉并不必要何等专业的天文知识。2011年1月，一个10岁的女孩在2.4亿光年外的星系里发觉了一颗超新星[材料泉源：文森特（Vincent）]。封建家常常依托互助的天文学家在天空中巡视，以寻觅新显现的、比周围物体更亮堂、更明晰的准确点。
即将进入超新星的恒星，由于温度上升而将颜色从赤色变为蓝色[材料泉源：明克尔（Minkel）]。超新星之以是是蓝色是由于多普勒效应：它们爆炸产生的光向我们挪动得云云之快，致使于看起来是蓝色的[材料泉源：穆尔丁（Murdin）]。别的，与彗星或商用飞机不同，超新星并不会挪动地点。
假如你发觉一颗没有纪录的超新星，你可以把它报告给国际天文学团结会天文电报中央局。天文学家们在那边将研讨任何潜伏的超新星正在发射的任何电磁辐射，包含但不限于伽马射线，X射线，紫外线波，可见光，红外波，微波和无线电波。这种可见和不偏见的辐射光谱将协助他们了解天体的构成，温度，密度，以及挪动速率。
生存在中国古时的天文学家在公元185年察看到超新星。他们并不明白所看到的是什么，只能确信这是一个从未显现过的新的光点，将之称为“客星”。但是，在纪录这颗新星8个月后，这个物体忽然散失了。只管这颗躲躲闪闪的恒星原本约莫只留下只言片语的纪录就被人忘记，但2006年它又再一次显如今人们的视野中。当时，天文学家们忽然熟悉到他们正在察看的超新星剩余物与中国古时纪录的是同一个 [材料泉源：齐林斯基（Zielinski）]。
像如此的超新星以前遍及宇宙，在我们的银河系和其他数百万光年之外的星系中广泛存在。1987年，我们发觉了一颗位于和银河系紧相毗连的大麦哲伦星云中的超新星，它距离地球云云近的，致使于我们不必望远镜就能看到它。[材料泉源：太空望远镜封建研讨所]。2011年当封建家发觉它的残骸进入到衰变阶段时发射更亮的光时，它再次创造了汗青：这个超新星的剩余碎片团变大，撞上了一圈在爆炸前从超新星中消弭的碎片，产生了X射线和热量，这使得它的的光变得愈加分明， [材料泉源：贝克（Beck）]。
但是，这颗恒星最初是怎样开头自我扑灭的呢？本人一段中我们将了解到巨型恒星的生命周期。
星级形态的变动
1572年，丹麦天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）在夜空中发觉了一个令人隐晦的征象：一颗亮堂的新星（拉丁语，Nova）显现不久就敏捷褪色。（我们今天晓得它是一颗超新星，不是一颗新恒星，而是一颗垂危的恒星）而在此之前，东方广泛以为恒星从不会产生厘革。[材料泉源：第谷布拉赫博物馆]。
巨星的生命周期
（是1572年观察到的超新星第谷·布拉赫的剩余物。这张图片是由低能x射线（赤色）体现碎片和高能x射线（蓝色）体现爆炸波以及周围恒星的可见光构成的美丽构成图。美国宇航局/CXC/鲁特格斯/K.埃里克森）
当气体和尘土在强壮的引力作用下产生弯曲而构成一颗小恒星时，一颗巨星就在懵懂中开头了它的生命历程。起先生恒星中央的物质加热时，它会吸引更多的星际气体和尘土。这一增长阶段约莫必要5000万年的时间，接着是100亿年光芒刺眼的成年期。
恒星为何会云云光芒刺眼？氢核聚变成密度稍高、质量稍重的元素氦而为恒星提供燃料，恒星的中心产生核聚变，这一举动所产生的能量向外活动，避免重核自行坍塌，并产生可观察光 [材料泉源：NASA]。你可以在《星星怎样事情》（《How Stars Work》）中阅读关于此历程的更多信息。
当恒星开头耗尽氢并融构成氦时，它的生命将走到尽头。随着能量向外辐射，中心开头坍塌，招致其温度上升。氢核聚变只在恒星的外层中持续，继而招致其变大,变成了一个红巨星。一个红巨星会丢失它的外层而变成白矮星,（假如质量充足大，恒星将经过将外层融构成越来越重的元素而斲丧掉。假如恒星没有充足的重力来完成这一职责，它会将冷却的外层开释到太空中。）质量充足的白矮星终极会变成超新星。它的中心将崩溃，招致的爆炸无法与地球上任何约莫履历的爆炸相提并论——除非我们捆绑上万万枚的核弹头，并同时引爆它们[材料泉源：汤普森（Thompson），NASA ]。由于这种情况不太约莫产生，以是我们永久不会履历超新星轻重的爆炸——只管有科幻影戏《伊莱之书》如此的情节，但我们的太阳还不够大，不敷以发射如此剧烈的爆炸。
为什么会产生这种扑灭性的坍缩？之后会产生什么？超新星将怎样影响其星系的其他局部？以上干系内容我们将本人文中举行讨论。
超新星的典范
有充足的分量成为超新星的恒星，所产生的超新星被分红两品种型——I型和II型。天文学家鲁道夫·明科夫斯基（Rudolph Minkowski）在1941年提出了这种分类。天文学家使用一种叫做光谱仪的装备，可以很轻松地经过光的颜色来了解恒星内熄灭的元素。
经过使用光谱仪，明科夫斯基注意到一些超新星（I型）不含氢，但其他超新星（II型）则含有氢。随着观察武艺的提高，在20世纪80年代，封建家进一步将I型超新星分为三个子种别：Ia型（其光谱中含有硅）、Ib型（其光谱中含有氦）和Ic型（两者皆不含）（恒星风在恒星成为超新星之前就扯破其外层，从而使其丢失元素）[材料泉源： 斯威本科技大学]。
Ia型超新星的事情办法不同于一切其他典范。Ia型超新星来自白矮星，它是双星体系的一局部（即与另一颗恒星共享轨道的星体），其轻重约莫是太阳的两倍。这颗白矮星的质量允许它交融比氢稍重的元素，以是白矮星有一个安定的碳氧中心。
这颗白矮星终极会衰变为一颗黑矮星。但由于它并非孤星，以是它可以取得其他恒星所不具有的上风，这两颗恒星中质量较大的那一个就像一个时机主义的兄弟，使用其引力从另一颗恒星盗取物质。这颗暴食的恒星不休生长到凌驾钱德拉塞卡极限——即质量是太阳的1.4倍。在如此的尺寸下，白矮星的中心忽然有充足的热量和压力来交融碳，而一切这些碳都像核弹爆炸时一样，把恒星炸成碎片[材料泉源：阿特金森（Atkinson）]。它留下了外形对称的气态剩余物，此中包含多量在爆炸热中产生的铁[材料泉源：钱德拉X射线天文台]。
由于Ia型超新星在恒星殒命时都在同一点爆炸，因此它们的峰值亮度几乎完全相反。由于它们是云云的一律，以是Ia型超新星也被称为标准烛光：一旦天文学家在某个空间地区中找到一个，它们便可以将其用作比力周围其他物体的基准。
只管Ib，Ic和II型超新星在光谱中体现出不同的元素，但它们都以相反的办法爆炸。具体内容将本人一节中了解。
钱德拉塞卡极限
20岁的时分，大大多大二的学生还在选择专业，而哈佛学生苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡以前证实白，白矮星在到达太阳质量1.4倍后就会爆炸。这一年是1931年，天体物理学家们自此开头依据他的发觉为基准举行研讨。2006年观察到的一个例外（白矮星爆炸前到达太阳质量的2倍）仍在研讨之中。
中心坍塌超新星
（这是仙后座A，是一颗中心坍缩的超新星残骸，此中央具有中子星。它位于银河系，距地球仅11,000光年，最初爆炸于330年前）
NASA/CXC/UNAM/国际宇航局/D. PAGE，P. 什泰宁 ET AL
IB型、IC型和II型超新星一开头十分宏大——约莫是我们太阳的8倍大——致使于它们把本人吞噬到了崩溃的地步[材料泉源：NASA]。终极产生一颗白矮星，这颗白矮星的核内心面有着宏大的热量和压力，较轻的元素不休融构成越来越重的元素，而不是飞向太空。这会产生充足的辐射能来支持恒星不休增长的分量——直到铁构成。铁熔构成更重的元素实践上是在斲丧能量，而不是开释能量，以是当铁开头熔适时，恒星的外层就会丢失并开头向内坠落。要了解这场宏大的爆炸，你必需晓得恒星最弱小的粒子是怎样回事。
假如一个白矮星的质量大到足以交融其中心中的铁，那么这些铁原子将变得特别火热且密密层层地会萃在一同，就像卡在马戏团汽车中的浑身是汗的小丑一样挤在一同。它们的亚原子粒子碰撞，铁原子核崩溃，留下氦核加上几个遗留下去的中子，并在这个历程中吸取多量的能量。
假如没有充足的能量来支持它，恒星的中心开头敏捷紧缩。它的直径忽然从约5,000英里（8,000公里）增长到约12英里（19公里），从而产生高达1800亿华氏度（1000亿摄氏度）支配的温度[材料泉源：NASA]。这种热量使质子和电子交融在一同，互相抵消，成为中子，并在这个历程中消弭一堆中微子。中微子可以逃逸，它们逃逸带走能量，使中心用于支持本身的能质变得更少。中心在物理上会尽其所能地紧缩，但是即使没有更多空间，恒星的外层也会持续向内下落。当时，他们会在宏大的爆炸中反弹。一切这些都必要很多词来表明，但它约莫仅产生在四分之一秒内。
爆炸的热足以熔化比铁重得多的元素，并将这些元素开释到气体云中，气体云将在剩余的固体中心周围成为的不合错误称剩余物[材料泉源：钱德拉X射线天文台]。
本人一节内容中，我们将分享更多关于恒星扑灭所产生的影响。
我们从超新星中学到了什么
[螺旋星系NGC 4151的中央有一个超大质量黑洞（如图中白色局部所示），它正在活泼地发展。它的昵称是“索伦之眼”，我们确保我们不会仅仅由于和“指环王”相像从而选择这张图片]
X-RAY：美国航天局/CXC/CFA/J.王ET AL;图片： ISAAC 牛顿组， 洛杉矶帕尔马/卡彭斯·卡普泰恩·广播：NSF/NRAO/VLA
英国盛行乐队Oasis的抢手歌曲“ Champagne Supernova” 如今成为复古广播电台的素材（大概复古者的铃声）。但当它在1995年初次刊行时，它冲破了排行榜纪录，持续贩卖了390万册[材料泉源：甘德森（Gundersen）]。
即使有云云告捷的纪录，"香槟超新星"与实践超新星SNLS-03C3bb比拟也显得相形失色。 天文学家在2006年发觉了这颗超新星，并敏捷将它昵称为“香槟”超新星（另有什么比情势摇滚更好的庆祝办法？），由于它远超乎他们的意料。超新星在爆炸前相当于2个太阳质量。这远远凌驾了天文学家们所希冀的1.4个太阳质量——钱德拉塞卡极限[材料泉源：CBC，杰弗瑞（Jeffery）]。
那么，为什么要庆祝一颗宏大恒星的殒命呢？由于SNLS-03C3bb改动了游戏端正，并且使封建家了解了不同的恒星是怎样殒命的，这使得封建家可以猜测将来的超新星将怎样影响宇宙的其他局部。
Ia型超新星完全摧毁了一颗恒星的中心，而其他三品种型则留下了超致密的中心。当一颗内核小于3个太阳质量的恒星产生Ib，Ic或II型超新星时，它会构成一个中子星，其中心的密度与原子核的密度相反，并具有强壮的磁场。假如它的磁场产生了灯塔式的辐射束，并随着恒星的旋转而朝着地球闪灼，那么就将其称为脉冲星。
当一颗中心大于即是3个太阳质量恒星爆炸时，爆炸的后果约莫会产生黑洞。封建家们推测，黑洞的构成是由于引力招致恒星被紧缩的内核不休下沉产生的。黑洞具有有云云强壮的引力，致使于它可以将周围的物质——乃至行星、恒星和光本身——拖入黑洞内里[材料泉源：NASA]。你可以在黑洞怎样事情一文中学到更多关于它们的事变。
抛开他们一切的毁坏才能不谈，超新星也能带来很多利益。经过追踪特定恒星的死亡，封建家们发觉了古时的天文学事变，并猜测了宇宙的将来厘革[材料泉源：NASA]。经过使用Ia型超新星作为标准烛光，研讨职员以前可以绘制出整个星系与我们之间的距离，并确定宇宙正在以更快的速率变大[材料泉源：Cal Tech]。
但恒星留下的不仅仅是电磁信号。当一颗恒星爆炸时，它会产生宇宙碎片和尘土[材料泉源：NASA]。Ia型超新星被以为是形成宇宙中多量铁的罪魁罪魁。宇宙中一切比铁重的元素，从钴到Og，都被以为是在中心坍塌在超新星爆炸历程中产生的。这些剩余物与太氛围体团结，构成新的星际生命：幼年恒星，这些幼年恒星会接着发展并朽迈，终极约莫再次成为超新星来完成生命的循环。、
（标注一下最初一段Og这个元素）
