超新星爆發(fā)是非常壯觀的,亮度可以一下子提高100億倍,是現(xiàn)在已知恒星世界中最激烈的爆發(fā)現(xiàn)象。
天體物理學(xué)家一般認(rèn)為,超新星是恒星演化的一個(gè)十分關(guān)鍵的階段。對(duì)于質(zhì)量比太陽大3.5倍以上的恒星,在其演化的晚期,核心部分的核能源用盡之后,會(huì)發(fā)生星體核心的大坍縮,并由此引起一種核反應(yīng)而導(dǎo)致星球的大爆炸。超新星并非“超級(jí)新生的星”,而是恒星死亡之前的一次“杰出表演”。一般的新星一次爆發(fā)后,有可能再次爆發(fā),而超新星基本上是把整個(gè)星體都爆炸掉了。
通過觀測(cè)超新星各種波長的輻射,我們知道,超新星爆發(fā)時(shí)向空間釋放大量能量,光度突然增加幾千萬倍;同時(shí)拋射出大量粒子,其中最快的中微子的運(yùn)動(dòng)速度與光速相等。根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論原理,在此過程中還會(huì)輻射出引力波,也以光速運(yùn)動(dòng)。記錄、研究以上這些天體物理現(xiàn)象,對(duì)于全面研究天體的結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律,具有非常重要的意義。研究超新星的氣體膨脹殼,并將其結(jié)果與亮度和溫度的數(shù)據(jù)結(jié)合,天文學(xué)家就能夠測(cè)量出超新星的距離,乃至我們宇宙的大小。
許多超新星顯然由于銀河系范圍內(nèi)氣體云擋住人們的視線而看不見。超新星爆發(fā)如同光輝的燈塔,由于它們的輻射到達(dá)地球之前,在空間受到氣體塵埃云的吸收,人們探測(cè)這些吸收線,就可以得出其間的云是由什么組成的,進(jìn)而為宇宙學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)。
近年來有些學(xué)者認(rèn)為,超新星爆發(fā)產(chǎn)生的大量宇宙線和重元素投入到星際空間,成為以后形成新的恒星和行星的原材料。例如有人研究了一些隕石中同位素的含量后提出,超新星的沖擊波曾給原始太陽星云“射入”自己的一些元素;超新星爆發(fā)所噴出的大部分氣體曾包圍了原始太陽星云,并把原始太陽星云壓縮到一定密度,使星云縮聚,此后逐漸形成了太陽及其行星系統(tǒng)。
根據(jù)現(xiàn)代天文學(xué)理論,恒星在大坍縮之后的結(jié)局是形成致密天體,譬如主要由中子組成的中子星,即脈沖星,以及引力極強(qiáng)的黑洞。致密天體核心部分中,沙粒大小的物質(zhì)便重達(dá)10萬噸以上。大多數(shù)天文學(xué)家期望在超新星爆發(fā)后的原來位置上,能發(fā)現(xiàn)脈沖星或黑洞。