【大纪元4月14日讯】今年初，天文学家发现一颗距离地球三千多光年的白矮星（一种老年恒星）很可能走向超新星爆发的结局。由于距离相对近，届时爆发可能摧毁地球臭氧层，以及地球上的所有生物。不过科学家表示不用担心，这样的爆发至少要一百万年后才会发生。究竟超新星爆发是怎么回事呢？
超新星 恒星最后的辉煌
如果只看名字，你可能觉得超新星是新产生的星体。这样理解严格讲并不对。超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮，过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。
由于爆发释放的能量太大，在地球上看就好像突然在天空出现了一颗明亮的星一样。
恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散，并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构，这被称作超新星遗迹。
超新星的英文名称为supernova,nova在拉丁语中是“新”的意思，这表示它在天球上看上去是一颗新出现的亮星（其实原本即已存在，因亮度增加而被认为是新出现的）；前缀super-是为了将超新星和一般的新星相区分。
超新星的产生
已知存在的超新星有几种不同类型，但其形成机制都来自两种情形之一：通过核聚变产生能量的过程终止或突然启动。当一个衰老的大质量恒星核无法再通过热核反应产生能量时，它有可能会通过引力坍缩的过程坍缩为一个中子星或黑洞。引力坍缩所释放的引力势能会加热并驱散恒星的外层物质。另一种形成机制为一颗白矮星可能会从其伴星那里获取并积累物质（通常是通过吸积，少数通过合并）从而提升内核的温度，以至能够将碳元素点燃并由此导致热失控下的核聚变，最终将恒星完全摧毁。
当质量超过钱德拉塞卡极限（约为一点三八倍太阳质量）的恒星内部的核聚变炉无法提供足够的能量时，恒星将走向坍缩；而当吸积过程中的白矮星质量达到这一极限时它们将会质量过高而烧毁。需要注意的是，白矮星还会通过碳氮氧循环在其表面形成一种与上述有所不同的并且规模小很多的热核爆炸，这被称作新星。一般认为质量小于九倍太阳质量左右的恒星在经历引力坍缩的过程后是无法形成超新星的。
推动新恒星的产生
根据估算，在如银河系大小的星系中超新星爆发的几率约为五十年一次，它们在为星际物质提供丰富的重元素中起到了重要作用。同时，超新星爆发产生的激波也会压缩附近的星际云，这是新的恒星诞生的重要启动机制。
中国历史上对超新星的记载
中国是历史上最早观测并记载超新星的国家。中国天文学家于公元一八五年观测到的SN 185是历史记载中最早的超新星纪录。一八五年十二月二日，东汉中平二年乙丑，中国天文学家观测到超新星一八五。该超新星在夜空中照耀了八个月。《后汉书．天文志》载：“中平二年（一八五年）十月癸亥，客星出南门中，大如半筵，五色喜怒，稍小，至后年六月消。”
SN 1006则是记录中最亮的超新星，中国和阿拉伯天文学家都有详细描述。一零零六年四月三十日，位于豺狼座的SN 1006爆发。它可能是有史以来人们记录到的视亮度最高的超新星，据推断其亮度达到了-9等。据现代天文学家推测：“在一零零六年的春天，人们甚至有可能能够借助它的光芒在半夜阅读。”在中国宋朝，这颗超新星由司天监周克明等人发现，因而将它称作周伯星。在《宋史．天文志》卷五六中记载为：“景德三年四月戊寅，周伯星见，出氐南，骑官西一度，状如半月，有芒角，煌煌然可以鉴物，历库楼东。八月，随天轮入浊。十一月复见在氐。自是，常以十一月辰见东方，八月西南入浊。”
观测最广泛的超新星是SN1054，它爆发的残骸形成了著名的蟹状星云。对此中国古人也有描述。一零五四年七月四日，一零五四爆发。这次客星的出现被中国宋朝的天文学家详细记录，《续资治通鉴长编》卷一七六中载：“至和元年五月己酉，客星晨出天关之东南可数寸（嘉佑元年三月乃没）。”日本、美洲原住民也有观测的纪录。
超新星爆发对地球的影响
如果一颗超新星爆发的位置非常接近地球以至于它能够对地球的生物圈产生明显的影响，这样的超新星被称为近地超新星，它们到地球的距离粗略为一百光年以内。
超新星对类地行星所产生的负面影响的主要原因是伽玛射线：对地球而言，伽玛射线能够在高空大气层中引起化学反应，将氮分子转化为氮氧化物，并破坏臭氧层使地球表面暴露于对生物有害的太阳辐射与宇宙射线之下。据认为一颗近地超新星引起的伽玛射线暴有可能是造成奥陶纪、志留纪灭绝事件的原因，这造成了当时地球近60％的海洋生物的消失。
有关近地超新星爆发的预测通常集中在有可能形成II型超新星的大质量恒星上，而在距太阳几百光年的范围内确实有几颗主要恒星有可能在短至一千年的时间内成为超新星；一个典型的例子是参宿四，它是一颗距地球四百二十七光年的红超巨星。不过值得注意的是，一般认为这些预测中的超新星对地球几乎不会产生任何影响。
让我们回到文章开头的例子。白矮星爆发的超新星属于宇宙中威力最强的超新星爆发。将要爆发的白矮星距离地球只有三千二百六十光年。在这个距离爆发的超新星发出的幅射能量在地球表面达十万尔格每平方釐米，将会烤焦地球上的一切生命，彻底破坏保护我们的地球臭氧层。不过一百万年已经足够久远，希望那时候人类有能力逃离被烤焦的范围。◇
本文转载自《新纪元周刊》第162期【科技与文明】栏目 (2010/03/04刊)
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