浅谈超新星爆发

 超新星(Supernova)是恒星演化到最终阶段中子星之前时产生的一次最强大猛烈的爆发。爆发时恒星的光度突然增到原来的1000万倍以上,在超新星的亮度极大时,常常与它所在的星系的总亮度一样亮或者更亮,亮度变化幅度很大并且具有特殊的光谱。     

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.     

《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。     

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．     

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。     

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”．     

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。     

SKLOF:一种新的超新星候选范围约减算法

超新星是宇宙学中的"标准烛光",其在星系中爆发的概率很低,是一种特殊、稀少的天体,只有在大量观测的星系数据中才有机会遇到,而正处于爆发期的超新星会照亮其整个星系从而在观测获得的星系光谱中具有较明显的特征。但是,目前已发现的超新星数量相对于大量的天体而言又是非常稀少的,搜寻它们所用的计算时间成为能否进行后续观测的关键,因此需要寻找高效率的超新星搜寻方法。对超新星候选范围进行约减的LOF算法的时间复杂度较高,计算量大,不适用于大规模数据集。为此通过对LOF算法进行改进,提出了一种在海量星系光谱中快速约减超新星候范围的新方法(SKLOF)。首先对光谱数据集中离中心点近的数据点进行数据剪枝,剪掉那些肯定不是超新星候选体的光谱数据对象,然后利用改进的LOF算法计算剩余的光谱数据的孤立性因子并降序排列进行离群搜索,最后获得超新星候选体的较小的搜索范围以便进行后续的证认。实验结果表明,该算法十分有效,不仅在精确度上有所提高,而且相比于LOF算法还进一步缩短了算法的运行时间,提高了算法的执行效率。     

SKLOF:一种新的超新星候选范围约减算法

超新星是宇宙学中的“标准烛光”, 其在星系中爆发的概率很低, 是一种特殊、稀少的天体, 只有在大量观测的星系数据中才有机会遇到, 而正处于爆发期的超新星会照亮其整个星系从而在观测获得的星系光谱中具有较明显的特征。但是, 目前已发现的超新星数量相对于大量的天体而言又是非常稀少的, 搜寻它们所用的计算时间成为能否进行后续观测的关键, 因此需要寻找高效率的超新星搜寻方法。对超新星候选范围进行约减的LOF算法的时间复杂度较高, 计算量大, 不适用于大规模数据集。为此通过对LOF算法进行改进, 提出了一种在海量星系光谱中快速约减超新星候范围的新方法(SKLOF)。首先对光谱数据集中离中心点近的数据点进行数据剪枝, 剪掉那些肯定不是超新星候选体的光谱数据对象, 然后利用改进的LOF算法计算剩余的光谱数据的孤立性因子并降序排列进行离群搜索, 最后获得超新星候选体的较小的搜索范围以便进行后续的证认。实验结果表明, 该算法十分有效, 不仅在精确度上有所提高, 而且相比于LOF算法还进一步缩短了算法的运行时间, 提高了算法的执行效率。     

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。     

γ射线暴的最新研究进展:火球模型、余辉及前身星

γ射线暴 (称简γ暴 )的研究在最近几年里有了巨大的突破。观测上 ,人们发现了γ暴的低能余辉以及与γ射线爆发同时的光学爆发 ,还发现了它位于宇宙学距离的寄主星系。越来越多的观测证据还表明长时标γ暴与恒星形成区、甚至可能与超新星成协。在γ暴的相对论火球模型框架下 ,人们对γ暴以及余辉的产生机制的认识也有了进展。进而人们对γ暴的前身星以及环境效应等有了新的认识。本文旨在对这些进展和认识给一个扼要的评述     

海量星系光谱中的超新星候选范围自动约减

超新星是恒星世界中已知道的最剧烈的天文现象之一,但目前发现的超新星数量相比于已探测到的数百亿天体而言又是有限的,所以有必要寻找快速高效的超新星搜寻方法或辅助手段。拟在Ⅰa型超新星统计特征描述的基础上提出了一种海量星系光谱下Ⅰa型超新星候选体选择范围自动约减的方法。该方法首先对Ⅰa型超新星模板PCA分析获得特征谱,并获得每条待检星系光谱的低维超新星特征描述,然后通过引入样本的局部孤立性因子进行离群搜索,最后获得总样本数的1%作为继续搜寻证认超新星候选体选择的初始范围。实验表明该方法有效可行,这一方法在海量光谱中自动去除大量不含超新星的星系光谱,为超新星的进一步搜寻证认和后续观测提供了较可靠的候选范围,从而成为直接利用光谱巡天的海量数据获得超新星的高效途径。     

大麦哲仑云超新星爆发后的一年

１９８７年 ２月 ２３日，银河系之外的大麦哲仑云中出现了一个超新星，定名为超新星 １９８７ Ａ．它是１６０９年天文望远镜发明以来第一个长时间肉眼看得见的超新星，还是二十世纪最重要的天象之一． 本文叙述超新星爆发后一年内，在可见光、红外、紫外、射电、Ｘ射线和ｒ射线各个波段取得的观测资料．介绍爆发之初的中微子事件以及对爆发前天体的研究结论．通过这一天象的研究，获得了许多新知识，也提出了许多新课题．     

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。     

超新星

超新星爆发是一种非常壮观的景象.不久前观测到的大麦哲仑云中的超新星SN1987A仅仅是一颗比较暗的超新星,而它发出的光却是太阳的一亿倍.但超新星的数量不多,在我们银河系观测到的最后一颗是在1604年爆发的.所以为了研究超新星,从1930年开始,人们就去系统地搜寻河外星系中的超新星.从几百颗超新星的光谱和光变曲线,人们把它们分为两大类,分别称为Ⅰ型超新星和Ⅱ型超新星.Ⅰ型超新星爆发是由密近双星中的白矮星吸积其伴星的物质,使得其质量增加到超过简并电子气压强所能承受的引力,即钱德塞卡质量时,星体发生塌缩而引起的爆发.而Ⅱ型超新星…     

压强梯度对Ws12M⊙模型瞬时爆发能量的影响

对超新星前身星模型Ws12M_⊙的瞬时爆发进行了数值模拟,讨论了压强梯度对超新星瞬时爆发能量的影响.数值分析发现增加压强梯度对压强本身修改不大,但爆发能量对压强梯度很敏感,无论在坍缩、反弹或传播过程中,压强梯度增加都会使瞬时爆发能量有很大的提高.     

宇宙的灯塔:Ⅰa 型超新星——漫谈2011 年诺贝尔物理学奖

 2011 年10 月4 日,瑞典皇家科学院将本年度诺贝尔物理学奖授予三位天体物理学家--索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)、布赖恩·施密特(Brian P.Schmidt)和亚当·里斯(Adam G. Riess),以表彰他们通过观测遥远的超新星(代表了恒星演化到晚期的一种爆炸事件)而发现了宇宙在加速膨胀的这一卓越成果。     

从粒子到宇宙

 从超新星１９８７Ａ谈起１９８７年２月２３日,在地球上探测到远离它１７万光年的大麦哲伦星云发生的一次能量为１０２７倍的氢弹爆炸能量的超新星爆发,这次爆发后来被称为１９８７Ａ．这是自１６０４年开普勒探测到的这类爆发以来人类第一次可由肉眼观察到的超新星爆发．由于核燃料的耗尽,在自身强大引力的作用下,星体在几秒钟的时间内坍缩,并释放出成百倍于我们太阳在它现存的时间内发出的全部能量．在加拿大天文学家在智利的山上注意到超新星１９８７Ａ之前,就传来了中微子在美国和日本的两个巨大的地下粒子探测器被记录的消息．这些探测器均由几千吨非常纯净的水组成,并配以光电倍增管和电子学．     

高红移Ⅰ_a型超新星的搜寻和宇宙的加速膨胀

观测研究表明,Ⅰａ型超新星可以作为宇宙距离测量的标准光源．天文学家还从近邻Ⅰａ型超新星光变的研究中得出可靠地确定其最高光度的方法．在此基础上,国际上两个相互竞争的研究集体经过几年的不懈努力,对高红移超新星进行了搜寻和观测．他们各自独立地得到了相同的结论：宇宙学常数Λ＞０,宇宙在加速膨胀．这项研究结果将对宇宙学,星系和大尺度结构的形成和演化的研究产生重要影响．更重要的是,它把所谓“宇宙学常数问题”提到我们面前,不再能够回避．而这一问题的解决将有可能带来基础研究上的重大突破     

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。