宇宙天體距離地球如此遙遠,科學家如何得知它們的成分和特徵的?

如今我們知道,大量的超新星爆發不僅毀滅與創造了恆星,行星和人類,它們還以宇宙射線的形式釋放出強大的能量,那些高能帶電粒子每天都在攻擊我們的地球,更有甚者它們具有改變進化的能力。可以這樣說,我們生活在一個不安定的星系生態中,一個非常活躍的星系,我們的地球一直遭受到超新星的連續攻擊。

宇宙天體距離地球如此遙遠,科學家如何得知它們的成分和特徵的?

科學家們認為它們會改變我們所瞭解的生命,基因突變就發生在宇宙射線轟擊生命體時,它干擾了DNA內部的細胞,如果超新星就在附近,就會有大量的宇宙射線,或超過我們平時成千上萬甚至百萬倍,如此這樣可能會導致物種的滅絕,但也有可能會導致新的物種的誕生,因此超新星可能是變化的媒介。

超新星具有創造改變生命的力量,當務之急是人類必須解開這些宇宙定時炸彈的成因之謎,揭秘的關鍵在於詳盡的分析超新星噴射進宇宙的東西。和所有的犯罪現場一樣,關鍵的線索就在現場的痕跡中。

和槍擊一樣,死星爆炸的熱氣體和碎片會推進到宇宙間,超新星噴發的碎片會產生巨大的衝擊波一路穿梭於宇宙間,但是實際上也產生了一個向外衝擊的非常美麗的圖像,掀起的氣體以巨大的速度噴射,速度可以達到每秒上萬公里,因此它們打造了一個不斷膨脹的外殼,最終會變得非常非常的大。那些東西講持續數千年,甚至數萬年,因為我在爆發發生後數萬年還能看到它。

恆星碎片在衝擊波裡的高速碰撞產生了高溫以及肉眼可以看到的光,包括電波,紅外線,所有的X射線,伽馬射線。天文學家幸虧有了成熟的空間儀器,如哈勃太空望遠鏡,史匹哲太空望遠鏡,以及錢德拉X射線望遠鏡幫助宇宙偵探捕捉到它們。

宇宙天體距離地球如此遙遠,科學家如何得知它們的成分和特徵的?

像我們的指紋一樣,每個超新星都有其獨特的式樣,可以用幾種不同的方式進行分析,科學家可以做的一件事就是測量超新星的亮度,也就是光變曲線。另外一種手段同樣非常有用,那就是利用光譜分析,從望遠鏡裡獲得超新星的光,利用稜鏡或光柵將其延展成小小的彩虹,然後測量在各個顏色或波長上有多少光,分析結果會告訴我們很多事情,比如超新星的化學成分,溫度,壓力,氣體密度,它們的擴散速度等等。

從光變曲線以光譜中收集的星系揭示了超新星相互之間的差異,隨著時間的退役,我們能夠更加深入地看到恆星原始的情況,因此我們實際上就得到了恆星在爆發時的成分。

宇宙天體距離地球如此遙遠,科學家如何得知它們的成分和特徵的?

通過逐個對比數百個超新星爆發的光變曲線和光譜,科學家已經能夠將超新星歸類成兩種主要的類型。典型的IA超新星釋放不出氫,其爆發的規模和亮度都是一模一樣的。II型超新星釋放出大量的氫,其爆發的規模和亮度異常強烈。


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