超新星爆發(fā)是發(fā)生于宇宙之中的一種極為強(qiáng)烈的天體活動,會在一瞬之間釋放巨大的能量,那么超新星爆發(fā)到底是如何形成的呢?
超新星爆發(fā)發(fā)生于恒星主序星階段結(jié)束之后,但并非所有的恒星都會發(fā)生超新星爆發(fā),比如我們最為熟悉的太陽就不會經(jīng)歷超新星爆發(fā)的過程。
太陽只是一顆黃矮星,屬中等質(zhì)量恒星,它之所以能夠穩(wěn)定地發(fā)光發(fā)熱,是因?yàn)闅浜司圩兯a(chǎn)生向外的輻射擴(kuò)張壓與中心的引力作用實(shí)現(xiàn)了平衡,然而隨著太陽上氫元素的耗盡,向外的輻射擴(kuò)張壓減弱,太陽在中心引力的作用下,內(nèi)部壓力進(jìn)一步加大,于是氦核聚變被點(diǎn)燃了,至此,太陽便由氫核聚變階段跨入了氦核聚變階段,之后,核聚變會不斷向更重的元素推進(jìn),直至碳或氧終止,此后太陽便會坍縮為一顆白矮星。

坍縮為白矮星是太陽的結(jié)局,但并非所有恒星的結(jié)局,如果一顆恒星的質(zhì)量達(dá)到了太陽質(zhì)量的8倍以上,那么它在主序星階段結(jié)束之后便可以將核聚變推進(jìn)到鐵元素。
鐵元素是恒星核聚變的最終點(diǎn),因?yàn)樵阼F元素之前,聚變都會釋放能量,而鐵元素的聚變非但不會釋放能量,反而還會吸收能量,當(dāng)恒星上的核聚變推進(jìn)到鐵元素的時候,向外的輻射擴(kuò)張壓將會急劇減少,于是整個恒星在巨大的引力作用之下會向中心急劇坍縮,巨大的質(zhì)量砸向核心,使得恒星的活動變得異常劇烈,于是在一瞬之間就會釋放出巨大的能量,這股能量相當(dāng)于恒星一生所釋放能量總和的十倍,而這種現(xiàn)象就被稱之為超新星爆發(fā)。只有質(zhì)量在太陽8倍以上的恒星才可能出現(xiàn)超新星爆發(fā)。

恒星核聚變所釋放的能量是巨大的,以太陽為例,太陽每秒鐘所釋放的能量就可以滿足全人類25萬年的能源需求,我們在地球上所能夠收集到的太陽能量幾乎趨近于零。
太陽一秒鐘就能釋放如此巨大的能量,而超新星爆發(fā)在一瞬間所釋放的能量等同于恒星一生所釋放能量的十倍,其威力可想而知。科學(xué)家認(rèn)為,超新星爆發(fā)的波及范圍可以達(dá)到50光年左右,也就是說以發(fā)生超新星爆發(fā)的恒星為圓心,半徑50光年范圍內(nèi)所有星球上的生命都會被消滅殆盡。我們的地球已經(jīng)存在了46億年,那么在這漫長的歲月之中,地球是否曾經(jīng)遭受過超新星爆發(fā)的波及呢?很可能發(fā)生過。我們知道,在距今3.77億年的泥盆紀(jì)晚期,曾經(jīng)出現(xiàn)過一系列生物滅絕事件,而這一系列事件也被視為泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)的分界線。

在泥盆紀(jì)晚期的生物滅絕事件之中,有大約70%的無脊椎生物消失了,那么是什么原因造成了如此巨大的生物損失呢?
以前,科學(xué)家們認(rèn)為泥盆紀(jì)生物大滅絕是由地球的熔巖活動所導(dǎo)致的,當(dāng)時大量的熔巖從地下流出,劇烈的火山噴發(fā)徹底改變了地球的生態(tài)環(huán)境,從而導(dǎo)致了生物的大量死亡,但現(xiàn)在科學(xué)家們有了一些新的認(rèn)識。
美國伊利諾伊大學(xué)天文學(xué)系教授菲爾茲和他的研究團(tuán)隊在植物孢子化石中發(fā)現(xiàn)了一些端倪。他們在泥盆紀(jì)晚期的化石孢子之中發(fā)現(xiàn)了被紫外線破壞的跡象,這種突然的紫外線增大很可能是遠(yuǎn)處恒星的超新星爆發(fā)所導(dǎo)致的,當(dāng)大量的高能粒子來到地球附近時,它們會穿透地球大氣,滲入海洋和土壤,造成大量地球生物滅絕。不過幸運(yùn)的是,這顆發(fā)生超新星爆發(fā)的恒星與地球的距離較遠(yuǎn),應(yīng)該在65光年之外。

如果超新星爆發(fā)發(fā)生在距地球50光年范圍之內(nèi),那么地球生命必然會徹底滅絕,那么我們也就不會存在了,幸運(yùn)的是這顆恒星與地球的距離超過了65光年,所以地球生命并未遭受毀滅性的打擊。
超新星爆發(fā)的威力如此強(qiáng)大,未來在距地球50光年范圍之內(nèi),是否還會發(fā)生如此可怕的事情呢?就目前來看,科學(xué)家們并未在距地球50光年范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)生超新星爆發(fā)的恒星,所以我們現(xiàn)在還是安全的。即便是在50光年范圍內(nèi)存在著將會出現(xiàn)超新星爆發(fā)的恒星,至少我們這代人也無需擔(dān)憂,因?yàn)橛钪嬷袥]有什么是能夠瞬時發(fā)生的,無論是光的傳播還是引力的作用,都是需要時間的。所以即便超新星爆發(fā)所釋放的能量以光速行進(jìn),它也需要50年才能到達(dá)地球,那時我們都已垂垂老矣或是黃土覆面了。
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