超新星初探
（特别感谢南京大学天文系李向东教授在本文的编译中所提供的大力帮助！）
编译：
Jack
什么是超新星？首先，来让我们看一下那些图片，看看超新星到底是什么样的。
在星系的旋臂上面，我们可以看见一个蓝色的亮点，我们叫这个东西是超新星。那么，超新星是一颗恒星吗？还是一些恒星一生中的某种特定的形式？
超新星
简单地说，超新星就是爆发了的恒星。事实上，恒星爆发的方式不止一种，所以，我们才能够探测到多种的超新星。要了解超新星，我们就先必须了解恒星。
类日恒星的一生
我们的太阳诞生于气体尘埃云中。在这些尘埃云中，有一些小的土块，这些土块开始坍缩，然后，这些土块的引力使得别的物质开始落向这些土块，这个过程会一直进行下去，直到这
些物质开始便热，能够将氢燃烧变成氦。常常一颗恒星会花掉他大半生的精力去将氢转变成为氦——我们知道，太阳将在这个过程中花费约100亿年的时间。你担心吗？其实，在这个过程之后，在太阳进行到下一个阶段前，我们还有55亿年的时间，也就是，再过55亿年，太阳才会将它体内的He燃烧为C。到那个时候，太阳的体积会膨胀为现在的百倍，将我们的地球吞没，到那个时候，太阳的亮度也会是现在的上百倍。我们将这个过程称为恒星的红巨星阶段。当太阳的He燃烧完的时候，太阳才会到达它生命的终点。这个时候，恒星的核会坍缩成一个致密的星体——也就是我们所说的白矮星，也就是一个C和O的简并核，它的外壳会向外散逸，成为一个行星状星云——这个也许是星空中最壮观的景象之一了吧！
具体的过程如下：
壳层He闪（不稳定燃烧）
→恒星脉动（热脉冲） →抛射红巨星的包层（25%-60%质量）→行星状星云 + 高温简并CO核心
这些物质很疏散，所以，白矮星这时候，就会慢慢的变冷，然后，被人们所遗忘。
大质量的恒星的一生
如果，恒星的质量是太阳的10倍以上，结果会怎么样呢？
那么，这颗恒星的一生就会变得十分活跃。也许，他们的生活方式很太阳一样，但是，这个恒星的亮度将是太阳的1，000，000倍以上，所以，他们燃烧H的速度也将比太阳快得多。然后，同样，在燃烧完他们体内的H之后，他们也将将He作为他们的燃料。然而，当He燃烧完的时候，这颗恒星也会像太阳一样坍缩吗？
答案是，不会。由于他们的质量，足以使得他们核内的C也燃烧以来变成O。当然，这些元素还可以进一步的燃烧成为耕种的元素。但是，能够这样无休止的燃烧下去吗？当然不能够。
铁，就是他们燃烧元素的终点。因为，在燃烧铁这种元素的时候，不仅不能够提供热量，反而要吸收很多热量，所以，铁这种元素，成了他们生命的终结。
如下所示：
恒星内部物理过程 ：
核心H枯竭 → 壳层H燃烧 → 核心He燃烧 → 核心He枯竭 → 壳层He和H燃烧 → 核心C燃烧 → 核心C枯竭 → 壳层C、He和H燃烧 → O、Ne、Si燃烧 … →Fe核
进化到铁核之后，恒星的命运会怎么样？这个时候，恒星的向外的压力，将支持不住向内的重力，那么，现在这颗恒星的核也将坍缩。但是，由于质量很大，所以，将不会简简单单的变成一颗白矮星。在这之后，恒星的核，就变成了我们所说的中子星。但是，这个过程就这么简单吗？不，在这个过程中，就有了超新星爆发。由于恒星核的巨大的引力，恒星外层的物质核在此收缩的时候，核层就会将这些物质反弹回去，从而，就有了我们所看见的超新星。这个就是Ib/Ic, II型超新星爆发，也就是大质量恒星的核坍缩。
Ia超新星爆发：双星系统中，吸积白矮星中的C爆燃，这个过程我们在这儿就不必多介绍了。
对超新星的研究，自古而有之，中国在这个方面，应该来说是很先进的。
其中，1054年出现的那颗超新星很有名，下面，我们来重点介绍一下。
这个超新星的遗迹，好像是一只螃蟹，所以，我们就叫他蟹状星云（the crab nebula）。
哈勃的图片让天文学家们看到了蟹状星云中小小的脉冲星和巨大的星云之间的动力学关系。
光学波段的观测
上图的左半部分，我们看见的是900年前一颗超新星爆发之后遗留下来的星云物质的全景图。这个10光年大的星云，距离我们7000光年远，坐落在金牛座。在星云的边缘，我们可以看见一些集中的绿色的、红色的和黄色的细丝，这些东西都是在当时的超新星爆发中被喷射出来的。
在蟹转星云的中心，有着一颗脉冲星——也就是当年恒星爆发之后遗留下来的核。这颗脉冲星是一颗高速旋转的中子星——这颗中子星直径只有6英里大，但是，却比我们的太阳要重的多。当这颗中子星以每秒30转的速度旋转的时候，它的引力场扫过天空，加速了中子星周围的粒子，使得他们接近光速。
星云的中部呈现蓝色，这是因为有一些电子被中子星的磁场加速了，然后放出了这些光。
右边的图片，我们看见的是哈勃所拍摄的蟹状星云的内部。在星云的中心，我们可以看见两颗恒星，当中，左边的那颗恒星是我们刚才所提到的脉冲星。脉冲星的周围是由明显的“结”和纤维状的东西组成的复合物。这张图片是哈勃用几个月时间积累的图片之一。想来，原来蟹状星云的内部要比我们原来想象的活跃的多。这个蟹状星云也不断地在改变它的面貌，那些物质，也以光速的一半远离中心而去。
哈勃太空望远镜在1995年11月5日用宽视场行星照相机2号拍摄了这张图片，所使用的波长约为550nm。（图片版权属于：Jeff Hester和Paul Scowen以及NASA。）
紫外波段的观测
蟹状星云在紫外波段看起来要比在X射线波段要大一些，这就表明，较冷的电子已经离开中心，弥散到外面去了。这就表明了，是衷心的脉冲星将这些电子加速的。
X射线波段的观测
这张X射线的照片中我们可以看见，在中心的中子星旁边，有一个浓缩的“核”。中心的中子星在X射线波段也像是在光学和射线波段一样，是脉动的。
在X射线波段，蟹状星云要小得多，这是因为，发射X射线的电子，只在中心大量存在。科学加们认为，是中心中子星的磁场将电子加速，从而发射出了X射线。
另外一个重要的超新星就是1987A了。
1987.2.23爆发于大麦哲伦星云（d = 170,000 ly），是人类自望远镜发明以来第一颗凭肉眼发现的超新星。
前身星： Sanduleak --69°202，B3 I型蓝超巨星质量等于20个太阳质量，光度是太阳的15倍，1表面温度6，000 K，半径等于40个太阳半径。
它的遗迹环状星云，十分的美丽，也有着一个十分大的谜团。我们看下面的那个图。
为什么这颗超新星爆发的时候会形成这样的效果，会有三个环出现，它的爆发机制是怎么样的，为什么爆发前，这颗超新星是一颗蓝超巨星，这些，科学家们都在研究中，相信，我们很快就能够知道答案了。
下面，我们来共同欣赏以下几个著名的超新星遗迹：
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