红巨星爆炸成为超新星

1. 红巨星爆炸成为超新星

当一颗恒星度过它漫长的青壮年期，步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星。红巨星是恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段，历时只有数百万年不等，这与恒星几十亿年甚至上百亿年的稳定期相比是非常短暂的。

2. 科学家首次观测到红超巨星的爆炸

 科学家首次观测到红超巨星的爆炸
                    　　科学家首次观测到红超巨星的爆炸，天文学家有史以来第一次实时成像了红超巨星生命的戏剧性“终结”，这颗恒星的极端亮度表明它并不是休眠的，科学家首次观测到红超巨星的爆炸。
  　　科学家首次观测到红超巨星的爆炸1  　　由美国西北大学和加州大学伯克利分校领导的天文学家团队近日表示，他们首次实时观测到一颗红色超巨星自毁、死亡并坍缩成一颗II型超新星的戏剧性和暴力的表演。II型超新星是一颗大质量恒星快速坍缩和爆炸的结果。
    
  　　研究团队实时观测到红色超巨星在其最后的日子里发出了明亮的辐射。
  　　据报道，在这一历史性事件之前，人们认为红色超巨星没有显示出它们即将发生爆炸的证据，但是，人们发现悸动星在其最后的日子里发出了明亮的辐射。
  　　研究团队的新闻稿表示，这表明至少其中一些恒星必须在其内部结构中发生重大变化，然后在它们坍塌前的瞬间导致气体的剧烈喷发。
    
  　　研究团队实时观测到II型超新星的戏剧性和暴力的表演。
  　　据悉，宇宙中每隔一秒钟，某个地方就会有一颗恒星爆炸。但是这颗名为“咽喉”（throes）的恒星的死亡被天文学家观察到了，这在科学界还是第一次。
  　　该研究的主要作者韦恩（WynnJacobson-Galán）在一份声明中说："这是我们对大质量恒星死亡前一刻的理解的一个突破。直接探测到红超星的超新星前活动，以前从未在一个普通的II型超新星中观察到。我们第一次看到了一颗红色超巨星的爆炸。“
  　　“我最兴奋的是这个发现所解开的所有新的未知数。“他说。
    
  　　红色超巨星的坍塌和爆炸。
  　　被归类为“红色超巨星“（red supergiant）的恒星的质量是地球太阳的10倍以上，有一个低于6920华氏度的非常凉爽的表面和巨大的半径。大多数红巨星的半径是太阳的200至800倍。
  　　2020年的夏天，夏威夷大学天文学研究所的天文学家探测到了这种明亮的辐射。
  　　几个月后，在2020年秋天，一颗超新星照亮了天空，使该团队能够利用夏威夷茂纳凯克（W.M. Keck Observatory）天文台的低分辨率成像光谱仪实时捕捉到这一暴力事件。
    
  　　超新星2020tlf（SN 2020tlf）动画截图。
  　　他们能够捕捉到这一强大而有能量的爆炸，研究人员将其命名为超新星2020tlf（SN 2020tlf）。
  　　该研究的高级作者、加州大学伯克利分校天文学和天体物理学副教授拉法拉·马古蒂在一份声明中说："这就像在看一颗定时炸弹。我们从来没有证实过一个垂死的红超巨星有如此剧烈的活动，我们看到它产生这样的发光体，然后坍塌和燃烧，直到现在。”
  　　科学家首次观测到红超巨星的爆炸2  　　天文学家首次观测到一颗红超巨星的爆炸过程
  　　天文学家有史以来第一次实时成像了红超巨星生命的戏剧性“终结”——观察这颗大质量恒星在坍缩成 II 型超新星之前的快速自我毁灭和最终的爆炸过程。
    
  　　Wynn Jacobson-Galán在周四的一份声明中说：“这是我们对大质量恒星在死亡前一刻所做事情的理解上的一个突破。”Jacobson-Galán是加州大学伯克利分校的一名天文学研究员，以前是美国西北大学的一名研究生研究员，在那里对这颗垂死的恒星进行了研究。“我们第一次观看了一颗红超巨星的爆炸。”
  　　Jacobson-Galán是周四发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文的主要作者，该论文记录了这颗恒星的爆发以及它最后130天的生命阶段。
  　　在研究小组的仔细观察中，成员们注意到这个位于NGC 5731星系、距离地球约1.2亿光年的恒星在死亡前闪闪发光。该论文的资深作者、西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心的'Raffaella Margutti在一份声明中说：“这就像看着一颗定时炸弹。”
  　　这颗恒星的极端亮度表明它并不是休眠的，或者说是静止的，就像以前观察到的红超巨星在消亡之前那样。据研究小组称，这颗闪亮的球体在恶化的过程中非常活跃，可能以极大的活力释放出压抑的气体并以某种方式改变其内部结构。
    
  　　然后，一旦 “炸弹”引爆，一个高潮迭起的II型超新星事件被标记为SN2020tlf，充斥着天空的光芒。Margutti说：“我们从来没有在一颗垂死的红超巨星中确认过如此剧烈的活动，我们看到它产生了如此明亮的辐射，然后坍塌和燃烧。直到现在。”
  　　研究人员通过远程收集夏威夷凯克天文台的深层成像和多物体光谱仪以及近红外埃切莱特光谱仪的数据，取得了这一启示性的发现。这种远程检索天体物理信息的创新方式为及时发现提供了动力。
  　　在未来，该小组希望继续使用远程方法来记录更多令人惊讶的瞬态事件，包括涉及其他超巨星事件，就像他们最近的研究中记录的那样。Jacobson-Galán说：“我最兴奋的是这个发现所揭开的所有新的‘未知数’。”
  　　Jacobson-Galán补充说：“检测更多像SN2020tlf这样的事件，将极大地影响我们如何定义恒星演化的最后几个月，使观察家和理论家联合起来，寻求解决关于大质量恒星如何度过其生命最后时刻的谜团。”
  　　科学家首次观测到红超巨星的爆炸3  　　“这是我们对大质量恒星在死亡前一刻所做的理解的突破。”
  　　但最后，天文学家设法观察到一颗红巨星，就像它“进入超新星”一样，也就是所谓的爆炸恒星。一组科学家在夏威夷使用望远镜收集了 2020 年夏季对一颗红色超巨星的观测结果。瞧，9 月，这颗恒星在一颗被称为 (SN) 2020tlf 的超新星中死亡——团队成员称之为“最有趣的”超新星类型。
  　　加州大学伯克利分校天文学国家科学基金会研究生研究员、报告结果的一项新研究的主要作者 Wynn Jacobson-Galán 说：“这是我们对大质量恒星在死亡前一刻所做的理解的突破。”在凯克天文台的一份声明中，该团队在那里收集了观察结果。“我们第一次看到红超巨星爆炸！”
    
  　　根据声明，爆炸的恒星是一颗红超巨星，质量约为太阳的 10 倍，位于NGC 5731 星系中，距地球约 1.2 亿光年。
  　　在这项新研究中，天文学家从 2020 年 1 月开始，从一系列望远镜中收集了对该地区的观测结果，包括超新星，并在爆炸后持续了近一年。（在这颗恒星爆炸后，NASA 的绕轨道运行的Neil Gehrels Swift 天文台也加入了这项工作。）
  　　结合一些档案观察，所有这些信息让科学家们了解了附近的情况，这颗恒星在最后几天的表现以及超新星本身是如何展开的。
  　　天文学家特别感兴趣的是对这颗恒星在超新星爆发前的最后四个月内聚集的观察结果，该区域显示出额外的光线。迄今为止的观测没有给出任何迹象表明红超巨星在爆炸前的行为有任何不同。SN 2020tlf 活动表明，其中一些恒星可能会发出危险信号。
  　　“这就像在看定时炸弹，”研究资深作者、加州大学伯克利分校的天文学家拉斐拉·马古蒂在同一份声明中说。“直到现在，我们从未在一颗垂死的红色超巨星中证实过如此剧烈的活动，我们看到它产生如此强烈的辐射，然后坍缩和燃烧。”
  　　天文学家希望在爆发前发现更多的红超巨星，以更好地了解导致超新星事件发生的最后几天。
  　　雅各布森-加兰说：“我对这一发现解锁的所有新‘未知数’感到最兴奋。” “探测到更多像 SN 2020tlf 这样的事件将极大地影响我们如何定义恒星演化的最后几个月，将观察者和理论家联合起来，寻求解开大质量恒星如何度过生命最后时刻的谜团。”

3. 红超巨星爆发后会带来什么影响？

在超出5倍太阳质量的恒星的外壳膨胀成为红超巨星之后，其核心开始被重力压缩，温度和密度的上升会触发一系列聚变反应。这些聚变反应会生成越来越重的元素，产生的能量会暂时延缓恒星的坍缩。
最终，聚变逐步到达元素周期表的下层，硅开始聚合成铁。在这之前，恒星通过这些核聚变获得能量，但是铁不能通过聚变释放能量，相反，铁聚变需要吸收能量。这会造成没有能量来对抗重力，而核心几乎立刻产生坍缩。
恒星演化的下一步演化机制并不明确，但是这会在几分之一秒内造成一次剧烈的超新星爆发。和轻于铁的元素同时被抛出的中微子形成一个冲击波，在被抛出的物质吸收后，形成一些比铁重的放射性元素，其中最重的是铀。没有超新星爆发的话，比铁重的元素不会存在。
中微子冲击波继续将被抛出的物质推出。被抛出的物质可能和彗星带碰撞，可能形成新的恒星、行星和卫星，或者成为各种各样的天体。

4. 红超巨星爆发后会带来什么影响？

在超出5倍太阳质量的恒星的外壳膨胀成为红超巨星之后，其核心开始被重力压缩，温度和密度的上升会触发一系列聚变反应。这些聚变反应会生成越来越重的元素，产生的能量会暂时延缓恒星的坍缩。
最终，聚变逐步到达元素周期表的下层，硅开始聚合成铁。在这之前，恒星通过这些核聚变获得能量，但是铁不能通过聚变释放能量，相反，铁聚变需要吸收能量。这会造成没有能量来对抗重力，而核心几乎立刻产生坍缩。
恒星演化的下一步演化机制并不明确，但是这会在几分之一秒内造成一次剧烈的超新星爆发。和轻于铁的元素同时被抛出的中微子形成一个冲击波，在被抛出的物质吸收后，形成一些比铁重的放射性元素，其中最重的是铀。没有超新星爆发的话，比铁重的元素不会存在。
中微子冲击波继续将被抛出的物质推出。被抛出的物质可能和彗星带碰撞，可能形成新的恒星、行星和卫星，或者成为各种各样的天体。