超新星研究的科学意义

 恒星(变星)渡过它漫长的一生到晚期临终时,不是默默无闻的,而往往要发生一次巨大的自我爆发,爆发时把大量物质抛向星际空间,释放出大量能量,而它的亮度会骤然增加几千万倍,甚至几十亿倍,随后又慢慢暗淡下去(一般用肉眼观察亮度持续时间在6个月以上)。宇宙中这种壮观无比的爆发恒星称为超新星。超新星是恒星世界中活动最剧烈的星体,也是物理学和天文学研究的重要前沿课题之一。     

2012年,参宿四会爆炸吗?

恒星是宇宙的基本组成单元,中小质量的恒星(如太阳)占绝大部分.中小质量的恒星演化到最后,外壳被损失掉,成为漂亮的行星状星云,而恒星的核则成为白矮星.大质量恒星演化到最后会发生超新星爆炸,产生巨大的能量,留下一个中子星或黑洞.参宿四是一颗大质量恒星,种种迹象表明,它将发生超新星爆炸,但在2012年爆炸的可能性微乎其微,天上不会出现两个"太阳",也不会对地球上人们的生活产生实质性的影响.     

超新星—恒星死亡前演出的壮丽一幕

超新星是恒星演化的最终阶段，是最激烈的天体物理现象．文章介绍了超新星发现的历史，它的观测特征，以及它在天文学和物理学研究中的意义．还介绍了中国科学院北京天文台在发现超新星和对超新星观测研究方面的最新结果．     

天体物理学讲座：第一讲 恒星的演化

恒星结构和演化理论是研究恒星内部的物理过程、结构和恒星如何演化的科学、文章介绍了恒星结构和演化模型的计算方法,恒星在赫罗图中的分布规律,恒星的形成和早期演化特性,质量不同的各类恒星从主序开始的演化进程,恒星演化的晚期阶段的产物;白矮星、超新星和中子星。     

恒星演化和超生爆发理论中某些重要问题的核物理问题

首先,在第1节中我们依次介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核燃烧的点火条件,致密物质中自由电子系统的简并性对星体热核燃烧的主导作用以及爆炸性核燃烧条件。其次,在第2节中我们讨论了导致恒星核心不稳定坍缩的物理因素和条件。此后,在本第3节中我们评述了Ia型超新星爆发理论尚在急论中的核物理和固体物理的问题。在第4节中我们评述了Ⅱ型（以及Ib型）超新星爆发理论中的严重困难,并且介绍了我们（南京大学研究小组）就超新星中微子延缓爆发机制的关键问题（强大的中微子暴如何产生？）的物理机制提出的具体过程：这中微子暴的强大中微子流量是从刚刚坍缩的高温高密核心通过核物质－－（u,d）夸克系统－－（u,d,s)系统的相变过程在不到1微秒的时间内很快地产生出来的。而且,这个过程导致核心区域的负熵梯度,引起核心区域大规模对流,它将这强大的中微子流量很快地向外输送到中微子球的表面。在第5节中本还介绍了我们就超新星核心高密条件下电荷屏蔽对电子俘获过程的影响所作的探讨研究以及讨论了它对超新星坍缩核心质量（它对超新星瞬时爆发机制成功与否起着关键作用）的可能影响。     

恒星演化和超新星爆发理论中某些重要问题的核物理问题

首先 ,在第 1节中我们依次介绍了各种不同质量的恒星演化进程中各个主要热核燃烧的点火条件 ,致密物质中自由电子系统的简并性对星体热核燃烧的主导作用以及爆炸性核燃烧条件。其次 ,在第 2节中我们讨论了导致恒星核心不稳定坍缩的物理因素和条件。此后 ,在本文第 3节中我们评述了Ⅰa 型超新星爆发理论尚在争论中的核物理和固体物理的问题。在第 4节中我们评述了Ⅱ型 (以及Ib 型 )超新星爆发理论中的严重困难 ,并且介绍了我们 (南京大学研究小组 )就超新星中微子延缓爆发机制的关键问题 (强大的中微子暴如何产生 ?)的物理机制提出的具体过程 :这中微子暴的强大中微子流量是从刚刚坍缩的高温高密核心通过核物质——— (u ,d)夸克系统——— (u ,d ,s)系统的相变过程在不到 1微秒的时间内很快地产生出来的的。而且 ,这个过程导致核心区域的负熵梯度 ,引起核心区域大规模对流 ,它将这强大的中微子流量很快地向外输送到中微子球的表面。在第 5节中本文还介绍了我们就超新星核心高密条件下电荷屏蔽对电子俘获过程的影响所作的探讨研究以及讨论了它对超新星坍缩核心质量 (它对超新星瞬时爆发机制成功与否起着关键作用 )的可能影响。     

最强的超新星爆发

正几个月前观测到的一次超新星爆发ASASSN-15lh对现有的超新星理论提出挑战。所谓超新星爆发是指某些恒星以剧烈爆炸的方式走向死亡。超新星爆发时的光度很高,甚至可比其所在的宿主星系还要亮。在过去数年里,天文学家们发现了一种新类型的超新星,名为"极亮型超新星"。极亮型超新星可比常见的超新星亮数十倍甚至上百倍。     

《引力塌缩型超新星爆发机制及计算天体物理的相关问题》国际研讨会在上海召开

超新星是某些恒星演化到末期时灾变性的爆发,是宇宙中已知的最猛烈的爆发现象之一。爆发结果或是将恒星物质完全抛散,成为超新星遗迹,或是抛射掉大部分质量,核心遗留下的物质坍缩为中子星或黑洞。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及到多种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变等。     

2003年度重大科学成就--γ暴:大质量恒星的死亡

γ射线暴(简称γ暴)是宇宙中最剧烈的爆发事件，从20世纪60年代末被发现以来，它的起源问题就一直迷惑着人们，今年在γ暴研究上取得了几个突破性的进展，其中最重要的一个是直接确认了γ暴与超新星的关联，最终证实了γ暴起源于大质量恒星的死亡，这一重大发现被Nature和Science两个杂志同时评选为2003年度的十大科学成就之一。     

《相对论、宇宙与时空》连载⑥——恒星演化的归宿(白矮星、中子星和黑洞)

1 赫罗图 指向天空的望远镜发现,千亿计的恒星各式各样,它们不仅光度不同,颜色也各异,真是千姿百态、绚丽多彩.这里的光度,是指恒星的绝对光度.绝对光度反映,在扣除掉恒星距离我们远近不同产生的影响之后,恒星的真实亮度,即反映了恒星在单位时间内释放出的光能.     

超新星与宇宙未来

 超新星是一些质量较大的恒星演化到晚期发生爆炸所产生的天体。它们在短时间内很明亮,一颗超新星的亮度可以相当于整个星系。超新星中有一类被称作Ⅰa 型超新星,天文学家认为它的亮度是基本稳定的,可以当作“标准烛光”来使用。也就是说,它距离地球越远,人们看到它就越暗,因此在天文学中可以用它们来测定宇宙学距离,从而探索宇宙的演化。     

在黑暗中“死去”的恒星

在近期的Nature杂志中有4篇论文提出，某些大质量的恒星在塌缩成黑洞之前仅发射γ射线，而不发射其他物质．天体物理学家们认为，比太阳重8倍以上的恒星在塌缩成黑洞之前，在壮观的超新星爆炸中“死亡”．     

转动效应对恒星热力学结构与演化的影响研究

转动效应对恒星结构与演化的两大方面的影响体现在动力学效应和元素混合上.本文利用国际MESA程序,研究了转动效应对20 M_⊙恒星在主序阶段热力学结构的影响.发现转动的动力学效应能使恒星中心温度变低,减少了恒星表面的不透明度,中心平均分子量和表面熵.由于动力学效应对恒星热结构的调整,降低了恒星的氢燃烧率,恒星向低温和低光度端演化.转动的元素混合效应减小了恒星的中心温度、密度、压强、紧密度、表面不透明度和平均分子量,使恒星表面氦元素、氮元素明显超丰,中心燃烧核区域变大,延长恒星在主序阶段的寿命.     

核天体物理学的某些重大疑难问题

本文简介与评述了当今核天体物理学的几个最为突出的重大疑难问题，如（１）恒星晚期演化研究中最为关键的几个核反应截面的不确定性；（２）Ｉａ型超新星爆发理论基本环节节中的争论及其一些严重矛盾的问题；（３）Ⅱ型超新星爆发现有理论和它迄今尚未能自洽地获得（观测到的）爆发这一重大矛盾的关键原因及为突破这个困难人们最近所作的较为成功的探讨（４）星卫＾２６Ａｌ问题和它所面临的困难及提出合成＾２６Ａｌ核的可能新途径     

转动恒星中的元素扩散效应研究

计算了影响元素扩散过程快慢的3个系数Deff,Dshear和Dh,根据转动恒星中的角动量传输和元素扩散方程,给出了转动恒星中的元素扩散效应.结果表明:子午环流是大质量恒星角动量转移的主要物理机制,而剪切湍流是传输化学元素的主要机制.增加水平湍流将增加子午环流和剪切湍流传输化学元素的效率.元素扩散效应造成恒星表面有4He和14N元素的超丰和较大的对流核心,使恒星具有较高的光度和较低的中心温度,对恒星结构与演化有极其重要的影响.     

宇宙中最古老的爆炸

γ射线爆是一种发射强γ射线的激烈爆炸，可持续几毫秒到约一百秒的时间、继初始的爆炸后，会有波长较长的辐射的“余辉”，持续几周甚至几年、许多天文学家认为，当一个大质量的恒星在其“寿命”尽头经历超新星爆炸并崩塌成黑洞时发生γ射线爆。     

一个了解宇宙的新窗口——分子天体物理学进展介绍(之四)

 恒星的演化是天体物理学中最重要的课题之一。本世纪初,赫茨普龙(E.Hertzprung)和罗素(H.N.Russel)根据大量的观测数据制成了赫罗图(即恒星光谱型--恒星光度关系图).发现绝大多数恒星位于图中的主星序位置上.30年代末,美国核物理学家贝特(H.A.Bathe)用氢核的聚变成功地说明了恒星能量的来源是热核反应.这两项研究为恒星演化理论奠定了基础.恒星是由星云凝缩而成.这个过程开始于冷的暗星云中某些密度较周围稍大的部分由自身的引力引起的收缩.以后物质逐渐凝聚,直到收缩产生的热量使内部温度达到700万度以上,热核反应出现,收缩停止,恒星便诞生了.     

宇宙中的标准烛光

<正>在天文上,标准烛光是固有光度具有一定规律,可以通过比较视亮度和绝对亮度得到其距离的天体。它的显著特点为光度高且基本恒定。常用的标准烛光有:造父变星,天琴座RR型变星,超新星,行星状星云,红巨星,球状星团,旋涡星系的塔利-费舍尔(Tully-Fisher)关系等。     

黑洞及其在天体物理中的作用（上）

本文回顾了黑洞概念建立的历史，指出这一概念是广义相对论和量子力学联合应用于恒星晚期演化研究的结果，然后介绍了黑洞的主要物理性质及其最重要的两种类型，即Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞和Ｋｅｒｒ黑洞。     

物质辐射不透明度对恒星结构与演化的影响及其计算

简要介绍了恒星结构与演化的理论模型，回顾了物质辐射不透明度计算的发展过程，详细讨论了物质辐射不透明度对恒星物理理论方面许多重要问题的影响以及发展现状。并介绍了利用改进的平均原子模型来进行恒星物质辐射不透明度的计算结果。