I型超新星
I型超新星
supernova (Type I)
缺乏氢谱线的超新星爆炸,可能是双星系统中白矮星和另一颗恒星合并而触发的超新星爆炸。又细分成 Ia, Ib,Ic 等三型,天文学家认为 Ia 型的最大亮度,可能是常数值,所以 Ia型超新星是重要的距离指标。
I型超新星的最高光度大于第二类,光度的衰减也更加不规则。从光度与光谱方面来解释的话,只是简单的由于爆发星的化学成分不同,主要依靠恒星的化学成分和年龄分为两个星族。第一类超新星在漩涡星系的晕里和椭圆星系里都能观测到,而第二类超新星只能在年轻恒星——涡旋星系的盘里。但是这是肤浅的解释。8至10个太阳质量的恒星能作为第一类的超新星爆发,但是能量只能由碳的燃烧提供。
现在有一种爆发机制解释:第一类超新星要求有碳和氧组成的白矮星,并且是密近双星系统的一员。从伴星吸引过来的氦缓慢的积累在白矮星表面上,当外层的温度和密度到达一定限度时,聚变才发生,导致光度剧增,然后又缓慢的衰减,正如第一类超新星爆发时所看到的那样。这个双星模型的一个变种假定是白矮星接近其1.4太阳质量的稳定极限。白矮星表面上气体的不断积累就会使其质量增加到超过这个危险的阀值。于是星体发生引力收缩,哪怕是微小的收缩也足以引起碳(白矮星的主要成分)反应并在瞬间转变为镍和铁。白矮星就在爆发中被摧毁。
不过最近又出现了一种被称作“危险地加码”的新版本解释。由两个离得很近的白矮星组成的双星系统,其轨道能量会由于引力辐射而消耗,两颗星就会在远短于宇宙年龄的时间内越靠越近,最后的猛烈碰撞所释放的能量就可能高到第一类超新星的规模。
关于Ib类超新星(也有人愿意称为第三类超新星)的一个可能例子就是仙后座A超新星遗迹。这个星云(已经膨胀出去的物质)的优越性是在光学、X射线和射电波段都能看到它。对星云膨胀速度的测量表明那个超新星必定是1670年左右在仅为九千光年的距离处爆发的。但是没有任何有关的记录,尽管那个时候有许多天文学家在注视着天空,因而一个如此邻近的时间不可能被漏掉,更何况有一个月的时间它比天狼星还要明亮。最近有一些科学史研究者分析了天文学家Royal John Flamsteed的著名星表(有漂亮的星座图),似乎发现了这个星的踪迹。这个星表是依据在1680年进行的观测而于1725年问世的,它在现在的仙后座A的位置上显示有一颗六等星(正是肉眼所能见的限度),被Flamsteed称为仙后座3,但是在更早的星表里和后来从1835年开始汇集的星表里都见不到。当时没有人注意到这颗微弱的星是刚刚出现在天空中的。但是为何爆发会如此微弱,有种可能是膨胀的外壳里形成的极大量尘埃吸收了所有来自中心的光,不过铁的缺乏意味着这个星云与第二类超新星遗迹不同,而且似乎并没有留下一颗中子星,因为一颗形成三百年的中子星的表面温度应当仍有三百万度,因而应该是一个可以探测的X射线源。于是这个只有可能是罕见得多的Ib类超新星,其起因可能是一种不同的恒星爆发机制,即不是由恒星核心的引力坍缩而是由一种属于“沃尔夫—拉叶”(Wolf-Rayer)型的极热恒星的不稳定性所引发。一个最近在法国萨克雷的核研究中心发展起来的理论模型得出,这种爆发的最大光度只是太阳的1亿倍,也就是比“正常的”I类(Ia类)超新星小十倍。这样一种爆发将使恒星完全瓦解,而不留下一具致密的残骸。当然还有人推测恒星的简并核心仍然发生坍缩,但是并不是形成中子星而是黑洞,所以爆发威力也大大减小。