北斗七星內出現超新星,正在持續變亮,但它在2100萬年前就爆發了

科普大世界 發佈 2023-12-27T00:51:27.290257+00:00

很多朋友都知道超新星爆發是宇宙中十分壯觀的天文事件,也都想真實地看一看超新星爆發的情景,感受一下那壯觀的能量釋放過程,而就在現在,夜空中北斗七星區域中正上演著這樣的一幕。

很多朋友都知道超新星爆發是宇宙中十分壯觀的天文事件,也都想真實地看一看超新星爆發的情景,感受一下那壯觀的能量釋放過程,而就在現在,夜空中北斗七星區域中正上演著這樣的一幕。

最新超新星SN 2023ifx

據來自國際天文學會的消息,今年的5月19日晚,日本天文學愛好者板垣公一在大熊座(在西方星象學的劃分中北斗七星屬於大熊座)的「風車星系」M101內部發現了一顆剛剛爆發的的超新星,正在持續變亮中,推測在未來幾個月都將可以看到它,堪稱是天文學家們研究超新星爆發過程的絕佳實例。

上下兩圖紅圈中可以看出有一個白色亮點出現,它就是正在爆發的超新星。

「風車星系」位於北斗七星大勺子的勺柄末端,位置如下圖:

這顆超新星就位於風車星系的一條外圍旋臂上,目前它已被命名為SN 2023ifx,板垣公一大約在5月16日首次看到了它,並在茲威基瞬變設施的自動圖像中定位認為它屬於風車星系M101的一員。看下圖,不同時間拍攝的照片中明顯有光度變化和亮點出現。

遙遠的風車星系

風車星系規模很大,比銀河系規模大了一倍,和仙女座星系差不多,之所以叫它風車星系是因為它的星系盤面以正面朝向地球,我們看它就如同看電影一般,它的幾條旋臂向外伸展著,整體看上去如同風車,故名。它於1781年3月27日由皮埃爾·梅香發現,至今已經200多年,不過人眼並不能直接看到它,還是要藉助天文望遠鏡才能看清,因為它距離我們遠達2100萬光年,除偶爾出現的超新星外,我們人眼可直接看到的最遠天體是約300萬光年外的三角星系。

風車星系距離我們2100萬光年,那也說明如今正在爆發的超新星SN 2023ifx遠在2100萬光年之外,或者說這顆超新星其實在至少2100萬年前就已經爆發了,它發出的光走了2100萬年才來到地球,所以今天才被我們發現,那麼我們所看到的也正是它正2100萬年前爆發時的情形。

超新星爆發是如何出現的?

超新星爆發是大質量恆星進入到主序星末期時出現的一種能量劇烈爆發現象,之後這個恆星將結束主序星時期,成為中子星或者黑洞,通常原始質量大於太陽8倍的恆星發生超新星爆發後會成為中子星,而原始質量大於太陽30倍的恆星發生超新星爆發後會成為黑洞。

目前還不知道超新星SN 2023ifx質量如何,最終會成為什麼?不過天文學家們今後肯定會對其多加關注,以助了解超新星爆發的過程及原理。

大多數超新星爆發是因為爆發的恆星內部核聚變已經進入到鐵核聚變的時期,當恆星內部的壓力和溫度足以製造出鐵元素時,通常意味著恆星主序星時代的結束。

因為在這一時刻,恆星內部將不再產生熱量和輻射壓,因為核聚變生成鐵時不會放出能量而是會吸收能量,所以一旦出現鐵核聚變,恆星內部的能量和壓力將被用來製造鐵元素,恆星本身也就會瞬間塌陷,外圍物質以極快的速度撞擊內心,同時釋放出磅礴的能量,那麼這些核心部位就會製造出鐵以及元素周期表中鐵以上的多種重元素,同時也會有大量的物質在撞擊核心之後被反彈出去,拋撒到宇宙空間中形成太空碎片和星雲,在外面看上去就是恆星出現了大爆發的情況。

主序星超新星爆發的三種模式

在恆星的內部,超新星爆發時巨大的坍縮撞擊力會讓核心的形成出現三種情況:

形成中子星

一種是將大量的物質壓成中子星,基本上相當於將原子壓到原子核的狀態,電子與原子核擠在一起,形成一個由無數中子形成的球體,直徑10~30公里,質量卻在太陽的1.44~3倍之間,上面每立方厘米的物質的重量就高達8,000萬到20億噸。

形成夸克星

一種是核心物質被壓成了夸克星,這種星體的體積更小,但是密度更大,每立方厘米物質要超過20億噸,星體總質量也不下於太陽的三倍,但是這類星體很少,因為它形成的條件很苛刻,所以至今宇宙中被天文學家們觀察到的夸克星數量極少,而且都還不確定到底是不是夸克星。

形成黑洞

還有一種就是形成黑洞了,通常原始質量大於太陽30倍的恆星,在主序星階段結束時,內部過於強大的能量和壓力會導致核心物質被壓縮成黑洞,而且這一時刻並不一定會在鐵元素出現的時候才發生,很可能在鐵元素出現之前,恆星內部就受不了巨大的壓力和能量釋放而坍縮成黑洞。相比於中子星和夸克星來說,恆星形成的黑洞密度更高。

無論是哪種形成模式,在超新星爆發的時候都會發出強光,亮度往往會超過其所在的整個星系,因為超新星爆發時會釋放出如同太陽百億年核聚變釋放能量總和的幾十倍,而爆發時間通常只有幾個月,有的也有長達數年。

Ia型超新星爆發

SN 2023ifx是風車星系在近幾十年中看到的第2顆超新星爆發現象,12年前的2011年,風車星系中曾經出現過一次Ia型超新星爆發,是一顆白矮星的質量達到了錢德拉·塞卡極限後發生的,這樣的超新星爆發,發生後其核心部位通常什麼都不會剩下,基本就是炸沒了,所以這種超星爆發的光度更強傳播更遠,被稱為宇宙中的「標準燭光」。

超新星SN 2023ifx或能被直接目睹

目前SN 2023ifx被認為是一顆II型超新星,是大質量恆星發生內核坍縮引起的,雖然它的光度也很亮,大概率會超過其所在的整個風車星系的亮度,但是目前我們仍然很難直接看到它,畢竟它距離我們太遠了,用天文望遠鏡才能看到,不過在它最亮的時刻,也是有可能被我們直接看到的,之前的2011年時風車星系中的Ia型超新星爆發光度就超過了整個風車星系的幾十倍,在地球上看上去它的光度甚至超過了北斗七星「勺尾」瑤光的亮度,所以是可以被直接目睹的,SN 2023ifx超新星也存在這種被人們直接目睹到的可能性。

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