超新星是大质量恒星在演化末期或某些双星系统在演化过程中的剧烈爆炸。这种爆炸极其明亮，所发出的辐射能够照亮其所在的整个星系（超新星最亮时，光度可以是太阳的10亿倍以上），是除宇宙形成时的大爆炸之外最剧烈的爆炸。因此，在其出现之初就引起过人类的极大关注，中国古代称它们为客星。下面，我们将为你讲述超新星的秘密！
超新星家族成员
根据光谱分析，天文学家发现超新星光谱中的吸收线有一些普遍特征，故可以给超新星分类。
简单来说，第一级分类就是看谱线中是否存在氢元素（H）的吸收线。如果没有氢，那就归为Ⅰ型超新星；如果存在氢，那就是Ⅱ型超新星。另外，观测还发现存在超亮型超新星和奇异型超新星。
Ⅰ型超新星还可以依据其他谱线再细分：典型的Ⅰa型超新星在615纳米处有硅元素的强烈吸收线；如果硅元素的吸收线不明显或不强烈，则被归类为Ⅰb或Ⅰc型超新星。
正常的Ⅱ型超新星又可以分为Ⅱ-P与Ⅱ-L两种，其中Ⅱ-P超新星的光度随时间变化曲线具有一个明显的“平台”期，而Ⅱ-L超新星的光度随时间变化曲线则是呈线性衰减的。
超新星是如何形成的
研究表明，Ⅰa型超新星的形成机制是：一个以碳-氧为主要成分的白矮星从伴星吸积了足够多的物质并达到质量上限（即钱德拉塞卡极限，大约是1.4倍太阳质量）时，其电子简并压力不足以抗衡自身的强大引力，从而发生整体坍缩，并经过一系列复杂过程后导致失控的粉碎性爆炸，形成了Ⅰa型超新星爆发。由于存在钱德拉塞卡质量极限，所以Ⅰa型超新星爆发具有标准光度。
Ⅱ型超新星是大质量恒星因内部塌缩引发的灾难性剧烈爆炸。恒星强大的自引力引起恒星急剧坍缩，如果坍缩成直径只有十几千米、主要由中子组成的致密天体，其中的中子简并压力足以抗衡引力时，那么一颗中子星就诞生了；如果中子简并压力仍然抵挡不住引力，那么该恒星的最终宿命就是黑洞了。
在中子星或黑洞形成的那一刹那，能量剧烈释放，物质被大量抛射，超新星爆炸就发生了。由于大质量恒星的质量不同，引起的超新星爆发的光度也不尽相同，故该光度没有唯一的标准值。超新星爆发时释放出巨量的高能射线，其附近的生命毫无例外地会灭绝。幸运的是，根据观测，大质量恒星大多离太阳系很远，略近的暂时还没有爆炸的迹象，所以地球上的生命暂时不会受到超新星的威胁。
如何观测超新星
根据估算，在如银河系大小的星系中，超新星爆发的概率约为每100年发生1～2次。所以，如果坐等银河系内的超新星爆发，那将是严重地浪费生命。在可观测的宇宙中有数千亿个星系，因此在银河系外碰巧找到超新星的概率会很大。可以持续不断地搜寻和监测整个天空中突然变亮的“暂现天体”，然后进一步去证认。2015年夏天，中国科学家观测到位于印第安座的一个38亿光年外的超新星爆发。它是目前为止最亮的超新星，其最高光度比太阳还要强5700亿倍，是整个银河系千亿颗恒星总光度的20倍左右，比寻常的超新星要亮数百倍，属于罕见的超亮型超新星。
超新星爆发后留下的残骸被称为超新星遗迹。根据记载，2000多年来银河系至少出现过8颗超新星，其中最有名的当属中国宋朝（1054年）详细记录的“天关客星”，它爆发后留下的遗迹就是壮美的蟹状星云（M1）。而银河系迄今为止最后一个有记录的超新星是1604年爆发的开普勒超新星。
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超新星爆发的重大意义
我们现在所知的自然界中任何较重的元素，如骨头中的钙、血液中的铁、首饰中的金、核发电厂用的燃料铀等，都是由恒星内部的核聚变或超新星爆发制造并释放到宇宙空间中的。所以，超新星为星际空间提供丰富的重元素。同时，超新星爆发产生的激波会压缩附近的星云，触发新恒星（以及行星）的诞生。可以毫不夸张地说，没有超新星就没有人类。
责任编辑｜赵青云
运营编辑｜赵青云 张琪棋（实习）
质量审核 | 王维嘉 李元龙
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《夜空中最亮的星——超新星》，撰文/李庆康（北京师范大学天文系），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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