藝術(shù)家描繪的II型超新星1993J。NASA / ESA / G. Bacon
宇宙中存在著(zhù)一些超乎我們理解力的地方，超新星就是這樣一個(gè)極端的例子。一顆恒星，如果它的質(zhì)量和體積達到太陽(yáng)的若干倍，當它耗盡燃料后，就會(huì )以一種極為猛烈的方式，在不到一秒的時(shí)間內死去。
在一瞬間，一整顆恒星都會(huì )向內坍塌，形成一個(gè)黑洞（或中子星），產(chǎn)生一系列宇宙間密度最大的元素，然后向外爆發(fā)，釋放出相當于幾百萬(wàn)甚至幾十億顆恒星的能量。
但并不是所有超新星都是一樣的。超新星可以分為不同的類(lèi)型，它們由不同類(lèi)型的恒星產(chǎn)生，爆發(fā)的方式各不相同，留下的殘骸也不一樣。
超新星大體上可以分I型和II型，每一型又有多個(gè)子類(lèi)。讓我們先從II型超新星說(shuō)起。
II型超新星1987A。NASA / ESA / 哈勃太空望遠鏡
氫在恒星內部通過(guò)聚變轉化成氦。這樣的反應會(huì )以光子的形式釋放出能量，光壓會(huì )抵消掉朝向恒星內部的引力作用，恒星因此保持穩定。
像太陽(yáng)這樣的恒星，由于質(zhì)量的限制，無(wú)法通過(guò)聚變生成比碳（氦聚變的產(chǎn)物）更重的元素。因此一旦氦耗盡，核聚變就會(huì )停止。太陽(yáng)會(huì )變成一顆白矮星，然后慢慢冷卻。
但是如果恒星的質(zhì)量達到太陽(yáng)的8至25倍，核聚變就會(huì )一直進(jìn)行下去，生成更重的元素。氫耗盡后，氦開(kāi)始燃燒并生成碳；氦耗盡后，碳開(kāi)始燃燒并生成氖；碳耗盡后，氖開(kāi)始燃燒……核聚變會(huì )像鏈條一樣一直進(jìn)行下去，直到生成鐵。鐵聚變成更重的元素，需要消耗的能量大于它釋放出的能量，因此聚變只能到此為止。
聚變一旦停止，光壓便無(wú)法再抵擋強大的引力，恒星的外層就會(huì )在不到一秒鐘的時(shí)間內向內坍縮，物質(zhì)高速撞上堅硬無(wú)比的內核，然后向猛烈反彈，形成壯觀(guān)的超新星爆發(fā)。恒星的內核也會(huì )在爆發(fā)中變成致密的中子星。如果恒星的質(zhì)量達到太陽(yáng)的25倍以上，其內核就會(huì )變成一個(gè)黑洞。
質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)100倍的超級巨星在超新星爆發(fā)中幾乎會(huì )尸骨無(wú)存。宇宙誕生后不久，太空中曾經(jīng)出現過(guò)許多質(zhì)量達到太陽(yáng)幾百甚至幾千倍的超大質(zhì)量恒星，它們是由純氫和純氦構成的。這些巨獸的壽命極短，爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的能量也是我們難以想像的。
藝術(shù)家描繪的超新星爆發(fā)。ESO
而I型超新星較為罕見(jiàn)，它是由一種奇特的雙星系統產(chǎn)生的。
在這樣的雙星系統中，有一顆必須是白矮星，也就是死去已久的主序星殘骸。另一顆可以是任意類(lèi)型的恒星，如紅巨星、主序星，或另一顆白矮星。
這兩顆恒星必須十分靠近。因此白矮星會(huì )從它的同伴那里竊取物質(zhì)，讓自己變得越來(lái)越大。當它竊取的物質(zhì)質(zhì)量達到太陽(yáng)的1.4倍時(shí)，就會(huì )爆發(fā)成超新星。
Ia型超新星的形成機制，左側是白矮星，它正在從它的伴星那里竊取物質(zhì)。NASA
由于存在這個(gè)1.4倍的指數，天文學(xué)家可以把Ia型超新星當成在宇宙中測量距離的“標準燭光”。由于我們知道多大的能量能夠導致超新星爆發(fā)，因此就能計算出它和我們之間的距離。
宇宙中能夠觸發(fā)超新星爆發(fā)的機制其實(shí)很多，恒星的合并、白矮星的合并，甚至是中子星的合并都會(huì )引發(fā)超級超新星和伽瑪射線(xiàn)暴的出現。不過(guò)這種現象本身是較為罕見(jiàn)的。
物理學(xué)家用粒子加速器制造出了許多周期表上原本沒(méi)有的重元素。像第117號元素Uus（Ununseptium）和第113號元素Uut（Ununtrium）。制造這些元素需要極大的能量，它們的半衰期也極短，能夠存在的時(shí)間可能連一秒都不到。
而在超新星爆發(fā)中，可能會(huì )產(chǎn)生許多這樣的元素。這是一種我們難以想像的大威力粒子加速器。
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