新星、Ⅰ型超新星和Ⅱ型超新星有啥区别,是怎样产生的?
这三个壮观的天文现象都是恒星已经终结的标志,但其产生机理、性质和表现方式各不相同!
下面就详细说说关于新星、Ⅰ型超新星和Ⅱ型超新星的区别,以及是怎样发生的?我们先从七种不同的主要恒星类型开始说起。
不管是哪种类型的恒星刚开始诞生时,几乎是由98%氢和氦组成的。质量最低的恒星例如M级恒星,其颜色为红色,当然温度也最低,但寿命很长,一般会超过亿万年,而质量最高的恒星,例如O、B级恒星,颜色为蓝色、温度非常高。但寿命很短,一般为几十万年到几百万年。而我们的太阳是一颗G级恒星,在质量、颜色、温度方面处于中间位置,寿命为120亿年左右。但Ⅰ型超新星和白矮星有直接的关系,所以我们就说下白矮星怎么来的?
白矮星怎么来的我们的太阳和大多数恒星一样,在耗尽燃料时会将外层的氢壳吹走,内部核心会收缩形成一颗白矮星。
我们天天说白矮星,但是白矮星是啥样的?幸运的是,我们有一张哈勃太空望远镜拍摄的照片!在A型恒星,我们夜空中第一亮的天狼星,附近就有一颗白矮星伴星围绕它旋转。下图:
新星咋来的白矮星的颜色、温度和质量几乎与它生前的恒星相同,相似度高达70%。然而,白矮星的亮度却比原恒星低了1万倍,体积也比原恒星小了100万倍。
白矮星是由凝聚在一起的原子在巨大的引力作用下紧密结合而成的,它的质量基本上能和太阳一样大,但在它的体积只有地球的大小,密度大约是地球的30万倍。
在我们的太阳系中,只有一颗恒星,这应该属于个例。和天狼星的一样,相当大一部分恒星存在于双星、甚至三星系统中。当一颗白矮星与一颗相对较近的伴星生活在一个系统中时,白矮星强大的引力就会吸走体积较大、密度较低的伴星的部分质量!
白矮星本身是由较重的元素如碳、氮、氧(有时还有氖、硅、硫等)组成的,它偷来的物质质量包含大量的氢,这些氢就是白矮星的伴星还没来得及燃烧的燃料!
一颗质量小于太阳的白矮星,吸收伴星物质的速度非常慢,通常需要数千年的时间,才有足够的氢在白矮星的表面大量积聚,重新在其表面发生核聚变,但宇宙的恒星数量十分庞大,所以我们的星系重永远不会缺少重新爆发核聚变的白矮星。这些再次发生核聚变的白矮星就是我们常说的新星!
这样的白矮星比较温和,也可以说懂得保护自己!在变成一颗新星之后,把偷来的氢燃烧完以后,就没事了!它会重新在伴星那里继续偷燃料,为下一次核聚变做准备,直到又以新星的身份出现!
Ⅰ型超新星咋来的
其中一些白矮星的质量非常大,甚至超过了太阳的质量。它们性格稍微烈一点,从伴星那么偷氢的速度比较快,能快速的在其表面积聚大量的质量!一种更神奇的现象就发生了!
我们直到白矮星的质量越大,体积就越小!白矮星已经停止了核聚变,所以构成这颗恒星的原子中的电子简并压来支撑着恒星的巨大引力,当白矮星的质量迅增加到1.4倍太阳质量时,核心会重新点燃核聚变,发生热核爆炸,此时就诞生了1型超新星!从理论上讲,1型超新星爆发的方式有两种:一种是缓慢的吸收物质,另一种是两颗白矮星发生膨胀。下图:
这里说的Ⅰ型超新星和著名的1572颗第谷看到的超新星是同一类型的。
Ⅱ型超新星咋来的除了I型超新星,还有一种更快的方法形成超新星!在我们的宇宙中也非常普遍:从一颗炽热、蓝色的大质量恒星开始,其中质量最大的恒星燃烧燃料的速度是我们的太阳的10万倍以上,首先将氢聚变成氦,然后氦聚变成碳,以此类推,一层层地进行,直到其核心开始形成堆积成铁,而铁已经已经无法再聚变下去了。
当核心耗尽燃料时,恒星的铁核也是依靠电子简并压来支撑整个恒星的巨大压力。当铁核的质量达到1.44倍太阳质量时,核心就会坍塌,产生II型超新星。
这些超新星的核心会把电子压进原子核里和质子结合,形成中子星!虽然中子星的质量和太阳差不多(也可能是太阳的两到三倍),但中子星的直径只有几公里!其中一些中子星快速旋转并发出大量辐射,快速旋转的中子星被称为脉冲星!
总结:它们之间的区别它们的相同点就是,都是恒星晚年终结、消亡的一个过程!
与普通的新星不同,超新星完全摧毁了原始恒星。当你看到一颗超新星时,你看到的是一颗恒星生命的终结。这就是新星、Ⅰ型超星星和Ⅱ型超新星的故事!