什么是超新星
What Is a Supernova?
超新星是恒星系统发生的剧烈爆发现象,主要来自大质量恒星核心坍缩,或白矮星参与的热核爆炸。光谱分类与物理机制并非简单一一对应。

超新星并不是新诞生的恒星
超新星会在数天至数周内迅速增亮,有时亮度可与所在星系的大量恒星总和相比。古代观测者见到原本没有亮星的位置突然出现光点,因而留下‘客星’记录;现代天文学知道,这通常是恒星演化或双星相互作用进入灾变阶段,而不是一颗恒星刚刚形成。
爆炸抛出的物质以高速膨胀,与周围气体碰撞后形成可持续数百至数万年的超新星遗迹。可见光、射电和X射线观测追踪不同温度与密度的物质。爆发本身、遗迹和中心可能留下的中子星或黑洞是相关但不同的对象,不能把一张遗迹照片直接当成爆炸瞬间。
两条主要物理路径
一条路径发生在大质量恒星。恒星核心逐步形成更重元素,最终不能再由核聚变提供足够压力,核心在引力下坍缩,外层受到冲击和中微子加热后被抛出。这类核心坍缩爆炸可留下中子星或黑洞;具体爆炸能否成功以及残骸类型还取决于恒星质量、旋转、金属丰度和双星演化。
另一条主要路径涉及白矮星的失控热核燃烧,通常归入Ia型。白矮星可能从伴星获得物质,或与另一颗白矮星相互作用乃至合并。并非所有Ia型的前身系统都已被直接识别,也不能把它们统一简化成‘白矮星超过一个固定质量就爆炸’这一句话;点火条件与双星路径仍是研究问题。
怎样分类和测量
观测分类首先依据光谱:缺少氢线的归为I型,含明显氢线的归为II型;I型还可按硅、氦等特征分成Ia、Ib和Ic。Ia通常与白矮星热核爆炸相关,Ib、Ic和II型多与大质量恒星核心坍缩相关。这个体系源自可见光特征,不是对每个个例物理机制的绝对保证。
天文学家用光变曲线、光谱、偏振、中微子和多波段遗迹观测估计喷出物质量、元素组成与爆炸能量。Ia型超新星经光变校准后可用于测量宇宙距离,但它们并非亮度完全相同的标准灯泡。超新星制造并散播许多重元素,却不是宇宙所有元素的唯一来源;恒星风和中子星并合等过程也很重要。