宇宙天体距离地球如此遥远,科学家如何得知它们的成分和特征的?

如今我们知道,大量的超新星爆发不仅毁灭与创造了恒星,行星和人类,它们还以宇宙射线的形式释放出强大的能量,那些高能带电粒子每天都在攻击我们的地球,更有甚者它们具有改变进化的能力。可以这样说,我们生活在一个不安定的星系生态中,一个非常活跃的星系,我们的地球一直遭受到超新星的连续攻击。

宇宙天体距离地球如此遥远,科学家如何得知它们的成分和特征的?

科学家们认为它们会改变我们所了解的生命,基因突变就发生在宇宙射线轰击生命体时,它干扰了DNA内部的细胞,如果超新星就在附近,就会有大量的宇宙射线,或超过我们平时成千上万甚至百万倍,如此这样可能会导致物种的灭绝,但也有可能会导致新的物种的诞生,因此超新星可能是变化的媒介。

超新星具有创造改变生命的力量,当务之急是人类必须解开这些宇宙定时炸弹的成因之谜,揭秘的关键在于详尽的分析超新星喷射进宇宙的东西。和所有的犯罪现场一样,关键的线索就在现场的痕迹中。

和枪击一样,死星爆炸的热气体和碎片会推进到宇宙间,超新星喷发的碎片会产生巨大的冲击波一路穿梭于宇宙间,但是实际上也产生了一个向外冲击的非常美丽的图像,掀起的气体以巨大的速度喷射,速度可以达到每秒上万公里,因此它们打造了一个不断膨胀的外壳,最终会变得非常非常的大。那些东西讲持续数千年,甚至数万年,因为我在爆发发生后数万年还能看到它。

恒星碎片在冲击波里的高速碰撞产生了高温以及肉眼可以看到的光,包括电波,红外线,所有的X射线,伽马射线。天文学家幸亏有了成熟的空间仪器,如哈勃太空望远镜,史匹哲太空望远镜,以及钱德拉X射线望远镜帮助宇宙侦探捕捉到它们。

宇宙天体距离地球如此遥远,科学家如何得知它们的成分和特征的?

像我们的指纹一样,每个超新星都有其独特的式样,可以用几种不同的方式进行分析,科学家可以做的一件事就是测量超新星的亮度,也就是光变曲线。另外一种手段同样非常有用,那就是利用光谱分析,从望远镜里获得超新星的光,利用棱镜或光栅将其延展成小小的彩虹,然后测量在各个颜色或波长上有多少光,分析结果会告诉我们很多事情,比如超新星的化学成分,温度,压力,气体密度,它们的扩散速度等等。

从光变曲线以光谱中收集的星系揭示了超新星相互之间的差异,随着时间的退役,我们能够更加深入地看到恒星原始的情况,因此我们实际上就得到了恒星在爆发时的成分。

宇宙天体距离地球如此遥远,科学家如何得知它们的成分和特征的?

通过逐个对比数百个超新星爆发的光变曲线和光谱,科学家已经能够将超新星归类成两种主要的类型。典型的IA超新星释放不出氢,其爆发的规模和亮度都是一模一样的。II型超新星释放出大量的氢,其爆发的规模和亮度异常强烈。


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