新星爆发机制
从中子物质到夸克胶子等离子体的相变
!射线暴：从中子物质到夸克胶子等离子体的相变!洪碧海!，"，李小波#（!$丽水学院物理系，浙江丽水"#"%%%；#$上海交通大学物理系，上海#%%%"%；"$丽水学院计算机系，浙江丽水"#"%%%）摘要：指出快速旋转的新生中子星内部存在着从正常强子物质到夸克胶子等离子体的相变过程，而!射线暴所释放的巨大能量可能正是这种相变过程的结果。
在新诞生的中子星通过偶极电磁辐射和四极引力辐射损失能量而减速时，其中心密度增加，并可能达到&’(的相变密度（原子核密度的) "!%倍）。
这种相变所释放出的能量可以解释!射线暴的强大能量暴发及其聚束效应。
!射线暴位置附近相当致密的气体环境和在其*射线余辉中金属发射线的观测是对这种观点的支持。
我们还给出了一些预言。
关键词：!射线暴（+,-）；夸克胶子等离子体（&+.）；奇异夸克物质（/&0）；超新星（/12345678）中图分类号：.!9#文献标识码：:文章编号：!%%;<=>9?（#%%)）%#<%%#"<%=!"##"$"%&’()*)：+,")-.("/)0*01/2(1#3-’*(1/4"**-(*15’"(6<!7’1/+7")#"@65A-B C8B!，#，D B*B86E6"（!$(3284F G35F6H.C I J B K J，D B J C1B L5B734J B F I，D B J C1B M C3N B85A"#"%%%，’C B58；#$(3284F G35F6H.C I J B K J，/C85A C8B O B86F65A L5B734J B F I，/C85A C8B#%%%"%，’C B58；"$(3284F G35F6H’6G21F34/K B35K3，D B J C1B L5B734J B F I，D B J C1B M C3N B85A"#"%%%，’C B58）89)*(":*：P F B J J1A A3J F3Q F C8F F C3B55343534A3F B K35A B536H A8G G848I E14J F（+,-）G8I E3F C343J1R F6H F C3 F485J B F B656H564G8R C8Q465B KG8F F34F6S184T<A R1652R8J G8（&+.）B5482B Q R I<46F8F B5A85Q J2B5<Q6U5 53U E645531F465J F84J$V C35J1K C858J K35F531F465J F84J R6U JQ6U5F C461A CQ B26R33R3K F46G8A53F B K85Q S18Q412R3A487B F8F B658R48Q B8F B65，F C3B5K438J B5A K35F34G8I438K C F C3&’(F485J B F B65Q35J B F I，B$3$，)<!% F B G3J6H51K R384Q35J B F I$/1K C T B5Q6H3534A I43R38J3H46GF C32C8J3F485J B F B65U61R Q E343J265J B E R3H64+,-R6K8F B6585Q F C3B465R B53J6E J3473Q B5F C3*<48I8H F34A R6UJ12264F F C B J B Q38$/6G3243Q B K F B65J B5F C B JG6Q3R 843A B735$;-%<1(=)：A8G G848I E14J F（+,-）；S184T<A R1652R8J G8（&+.）；J F485A3S184TG8F F34（/&0）；J12345678收稿日期：#%%)<%!<##作者简介：洪碧海（!?=><），男，浙江松阳人，博士。
理解黑洞的形成和性质
理解黑洞的形成和性质黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，它的形成和性质一直以来都是天文学家和物理学家们关注的焦点。
本文将解析黑洞的形成机制以及其性质，并探讨其在宇宙中的重要作用。
一、黑洞的形成黑洞形成源于恒星的演化。
当一颗巨大的恒星燃尽了核心的燃料时，核心便会崩塌。
这个崩塌过程被称为超新星爆发。
对于比太阳质量更大的恒星，超新星爆发后，核心会产生高密度物质聚集，形成一个奇点，即黑洞的核心。
在奇点周围的某个范围内，存在一个无法逃离的引力区域，称为事件视界。
超过事件视界的物质将无法逃逸，形成黑洞。
黑洞的大小与它吞噬的物质量相关。
二、黑洞的性质1. 引力黑洞是由超高密度物质聚集而成，因此具有极大的引力。
根据爱因斯坦的广义相对论，大质量物体会曲折空间和时间，形成引力场。
黑洞引力极强，甚至连光也无法逃脱。
2. 时间延展黑洞附近的引力场十分强大，这导致时间相对于其他地方流逝得更慢。
这种现象被称为时间延展。
当物体靠近黑洞时，时间流逝会变得非常缓慢，甚至可以停滞。
3. 振荡和辐射黑洞不仅具有强大的引力，还会发出震荡和辐射。
当物质进入黑洞后，它会加速自转，从而产生引力波。
引力波是宇宙中最微弱的信号之一，黑洞的存在为探测引力波提供了重要的依据。
4. 超光速旋转黑洞可以以超光速旋转。
它在旋转过程中扭曲了周围的时空，形成了一个奇异的环境。
旋转黑洞的性质复杂而多样，物质在黑洞附近的运动也十分奇特。
三、黑洞的重要性黑洞在宇宙中起着重要的作用。
首先，黑洞对宇宙的演化起着关键的作用。
它们吞噬周围的物质，改变了宇宙的结构。
其次，黑洞可以释放出大量的能量，这对于宇宙中的星系形成和星系演化具有重要意义。
最后，黑洞的存在也为人类研究引力和宇宙学提供了巨大的机会。
结论黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，其形成和性质一直以来都备受科学家们的关注。
通过了解黑洞形成的机制和其性质，我们不仅可以更好地理解宇宙的起源和演化，还能够推动物理学和天文学的发展。
黑洞的研究还具有重要的应用价值，例如探测引力波等。
宇宙中的天体运动
宇宙中的天体运动宇宙，是一个浩瀚而神秘的存在。
在这个无垠的空间中，无数的天体在演绎着它们独特而美丽的运动。
从行星公转到恒星爆发，从彗星轨迹到星系碰撞，天体运动是宇宙中最为壮观和引人入胜的现象之一。
本文将深入探索宇宙中的天体运动，了解其背后的机制和奥秘。
1. 行星的公转和自转行星是太阳系的重要组成部分，它们围绕太阳进行公转，并且同时自转。
行星的公转轨道是一个椭圆，其中太阳位于椭圆的一个焦点上。
根据开普勒定律，行星公转速度随着离太阳距离的增加而减小。
而行星的自转则是指行星自身绕自身轴旋转的运动，这决定了行星的昼夜交替。
2. 恒星的演化和爆发恒星是宇宙中最基本的天体之一，它们通过核融合反应将氢转化为氦的过程中释放出巨大的能量。
恒星的演化经历了主序星阶段、红巨星阶段、白矮星阶段等不同的生命周期。
当恒星内部的氢耗尽时，核聚变反应会停止，恒星会发生爆发，成为一个新星或超新星。
超新星的爆发释放出极为庞大的能量，还能形成黑洞或中子星等奇特的天体。
3. 彗星和小行星的轨道彗星和小行星是太阳系中的两类特殊天体，它们有着不同于行星的轨道特征。
彗星的轨道通常为椭圆形，长轴的起点在某一点和太阳之间，这意味着彗星会以极高的速度经过近日点，然后在远日点处远离太阳。
而小行星则大都处于主行星之间，它们的轨道通常呈现出相对平坦的椭圆形。
4. 星系的碰撞和合并宇宙中的星系有着各种形状和大小，它们也在不断地发生碰撞和合并的过程中演化和扩散。
当两个星系相互靠近时，它们的引力会产生作用，最终导致它们发生碰撞。
碰撞后，星系可能会合并成一个更大的星系，也可能发生离散和分离。
5. 黑洞的引力和吸积黑洞是宇宙中最神秘和最为引人入胜的天体之一，其强大的引力场效应是其最为突出的特点。
根据广义相对论的理论，黑洞会弯曲周围的时空，并吞噬靠近它的物质。
这种吞噬过程被称为吸积，黑洞通过吸积物质来增加自身的质量和能量。
总结起来，宇宙中的天体运动是一门充满魅力的科学。
伽玛射线暴的特征与机制分析
伽玛射线暴的特征与机制分析伽玛射线暴（Gamma-ray bursts，缩写为GRB）是宇宙中最强烈的爆发事件之一。
它们以极高的能量释放出强烈的伽玛射线，并且在其他波长上也有明显的辐射。
过去几十年来，科学家通过观测和研究逐渐揭示了伽玛射线暴的一些特征和可能的机制。
首先，让我们来了解一下伽玛射线暴的特征。
伽玛射线暴通常持续时间很短，从几毫秒到几千秒不等，强度也非常强大。
这使得它们成为天文学中最具挑战性的研究对象之一。
此外，伽玛射线暴还具有高能辐射的特点，伽玛射线的能量可以达到很高，甚至超过了宇宙中其他电磁波的能量。
这使得伽玛射线对宇宙物理和高能物理的研究具有重要意义。
关于伽玛射线暴的机制，科学家们提出了几种可能的解释。
其中一种是“超新星爆发模型”，认为伽玛射线暴是恒星死亡的结果。
当恒星质量超过一个临界值时，它会发生超新星爆发，并释放出巨大的能量。
这种能量释放会在恒星核心塌缩时产生伽玛射线暴。
然而，这一模型并不能解释伽玛射线暴的所有特征，因此科学家们还需要进一步的研究来完善这个理论。
另一种可能的解释是“双星合并模型”。
这个模型认为，伽玛射线暴是由两颗中子星或黑洞合并引起的。
当两个紧密相连的天体合并时，它们会释放出大量的能量，产生伽玛射线暴。
这个模型解释了一些伽玛射线暴的特征，但仍有一些问题需要进一步探索和解答。
此外，还有一种相对较新的理论是“磁体重力坍缩模型”。
这个模型认为，伽玛射线暴是由一个非常大质量的恒星或天体在极端条件下坍缩形成的。
在这个过程中，磁场和引力相互作用，释放出强大的能量，产生伽玛射线暴。
这个模型解释了伽玛射线暴持续时间短暂的特征，并且与观测结果相符合，但仍需要更多的观测数据和理论支持。
尽管我们已经有了一些关于伽玛射线暴的认识，但这个领域仍然存在许多谜团等待我们去解开。
我们需要更多的观测数据来验证和完善不同的理论模型，以更好地理解伽玛射线暴的形成机制。
同时，我们也希望新的观测设备和技术的发展能够为我们揭示更多关于伽玛射线暴的秘密。
超新星中微子
超新星中微子的介绍
• 按照恒星死亡类型，超新星可以分为两大类：
• （1）Ia型，通常认为是由双星系统中，白矮星吸积伴星超过钱氏 质量而点燃热核爆炸造成的，其结果是把整个白矮星完全销毁， 没有致密残骸。
• （2）其余的所有超新星都是核塌缩型（Core-collapse SNe）， 包括II型超新星（如SN1054，SN1987A），Ib 型(如SN2001ig， SN2005cz)，Ic 型，电子对不稳定超新星等等。
中微子震荡效应
由于超新星爆发时核力阻止核坍塌产 生的冲击波在超新星内部的传播，会 产生震荡效应，从而导致超新星的物 质密度分布随时间变化而变化，而且
其密度会出现不连续现象，这种效应
也会对中微子的传播和不同味道之间 的中微子相互转换造成影响
大值，这种现象类似于物理学中
常见的共振现象
超新星中微子 研究目的
历史上比较著名的超新星中微子探测装 置有：日本的神冈（Kamiokande）中 微子探测器，美国的IMB中微子探测器， 俄罗斯的Baksan和LSD中微子探测器 近几年来正在运行且可以用于探测超新 星中微子的探测装置有：日本的超级神 冈（KamiokandeⅡ）和KamLAND中 微子探测器，意大利的Borexino、 ICARUS和LVD中微子探测器，加拿大的 SNO中微子探测器，IceCube等。
中微子从超新星内传播过程中3种效应
中微子集体效应
中微子产生以后，中微子与中微子之 间会有弱相互作用，虽然单对中微子 -中微子相互作用很小，但是由于大 量中微子的存在，它们之间的集体相 互作用产生的效应就很大，这种效应 被称为中微子集体效应
MSW效应
中微子在超新星内传播，与超新 星物质之间会有相互作用，这也 会对不同味道中微子之间相互转 换产生影响，当中微子经历的超 新星物质处于某一密度时，中微 子之间的转换会突然达到一个极
磁单极存在的天文观测证据和它在天体物理学的重大作用―磁
Lm bLEdd
(b 10 102 )
(爆发瞬间)
超新星爆发以后
超新星爆发瞬间，天体核心物质密度接近或超过原子核密度，聚集 在核心中的磁单极催化核子衰变反应产生的RC光度及其辐射压非常 巨大, 使得包括星体核心在内的整个星体物质(处于高温等离子体状 态)向外抛射。核心区域的磁单极通过电磁相互作用也随着等离子体 物质向外抛射。星体核心区域物质密度急剧下降，核心区磁单数目 也下降，因此RC光度及其辐射压強将会大幅度降低。此后那些抛射 速度低于逃逸速度的物质(包括一些磁单极)开始向星体中心回落。 它使得星体中心的物质密度再次较快地增长。星体核心内的磁单极 仍然持续不断地催化核子衰变产生RC光度和相应的辐射压, 抗拒着 (c) 2 回落物质的坍缩。由于RC光度 Lm s (nB ) , 中心物质密度不仅 不可能趋向于无穷大，而且将会远远低于核密度(否则将出现再次爆 发。残留的星体最后终于会达到某种稳定的平衡状态:它内部核心磁 单极催化核子衰变产生RC光度必定远远低于这个残留星体的 Eddington光度。
II.磁单极存在的天文观测证椐
问题(1983年) ：如果粒子物理学中有关磁单极的观念及其RC效应 是正确的，它会对天体物理学带来什么重要的作用?它们会产生 哪些重要的观测效应? 利用磁单极催化核子衰变反应作为能源, 1985年我们提出了<含磁 单极的超巨质量恒星－类星体与活动星系核模型> ( 替代黑洞模型 )。 星系核心的超巨质量天体在其周围附近区域的引力效应类似于黑洞 . 含有足够数量磁单极的超巨质量天体既无黑洞视界面、也无中 心奇异性, 这是由于磁单极催化核子衰变反应的速率正比于物质 密度的平方.衰变出来的轻子与光子向外发射, 因此中心密度不 可能趋向无穷大.结合粒子物理学中的RC效应,避免了经典广义相 对论的黑洞理论呈现的中心奇异性问题. 2001年，我们的有关论文（ Peng & Chou, 2001, ApJL)明确地提出了 五个主要理论预言。其中三个定量预言被后来的天文观测证实。
超新星中微子的探测
超新星中微子的探测超新星中微子的探测超新星中微子的探测是天文学和粒子物理学领域的重要课题之一。
中微子是一种质量极小、几乎没有相互作用的基本粒子，但它们在超新星爆发过程中的产生和传播具有重要的意义。
本文将探讨超新星中微子的探测方法和重要性。
一、超新星爆发和中微子的产生超新星爆发是恒星生命周期中最壮观、最能释放能量的天文事件之一。
当恒星消耗核燃料后，其内部无法抵消重力的压力，导致恒星核心占据更小的体积，进而引发爆炸。
在超新星爆发的过程中，大量的能量被释放，包括光子、中微子等。
中微子是超新星爆发中产生的重要粒子之一。
它们在超新星爆发中的能量释放过程中扮演了重要的角色。
中微子的质量极小，几乎没有电磁相互作用，因此能够穿过恒星物质和星际介质，传播到宇宙深处。
二、超新星中微子的探测方法超新星中微子的探测是一项极具挑战性的任务。
由于中微子相互作用弱，很难直接探测到它们。
目前常用的探测方法主要有中微子探测器和间接观测方法。
1. 中微子探测器中微子探测器是一种专门用来探测中微子的仪器。
它们通常采用液闪技术或水切伦科夫技术来进行探测。
液闪技术利用液体闪烁体来探测中微子，当中微子与液闪体中的原子核发生相互作用时，产生的能量释放将导致光子的发射，进而被光电倍增管探测到。
水切伦科夫技术则是利用中微子与水分子相互作用时产生的切伦科夫辐射来进行探测。
2. 间接观测方法除了中微子探测器，还可以利用间接观测方法来研究超新星中微子。
例如，超新星爆发时产生的中微子会与星际介质和周围物质发生相互作用，产生一系列的现象，如中微子辐射后的贫乏，以及超新星爆发过程中伴随的光学、射电、X射线等辐射信号。
研究这些现象可以间接推断出超新星中微子的信息。
三、超新星中微子的重要性超新星中微子的研究对于理解宇宙的演化和物质的性质具有重要的意义。
1. 宇宙演化超新星爆发是宇宙中重要的能量释放事件之一。
研究超新星中微子可以揭示宇宙中恒星形成和演化的过程，了解宇宙星系的形成和演化机制。
第三章 恒星的演化
2．较高质量 (M > ~2M⊙) 恒星的演化 (20.4, 21.221.3) (1) 与低质量恒星演化的主要区别 恒星内部的H燃烧通过CNO循环进行，内部温度更高， 辐射压对维持恒星的力学平衡起更大的作用，主序寿 命更短。 He核不再是简并的，C和更重元素的燃烧可以进行。 核心区核反应产生的能量主要以对流的方式向外传递。
第三章 恒星的演化
§3.1 主序星的演化 §3.2 恒星主序后的演化 §3.3 恒星演化的观测证据 §3.4 密近双星的演化
§3.1 主序星的演化
(20.1)
1. 恒星演化的基本原理
恒星在一生的演化中总是试图处于稳定状态（流体 静力学平衡和热平衡）。当恒星无法产生足够多的能量 时，它们就无法维持热平衡和流体静力学平衡，于是开 始演化。
L ~ M 2.5-4, R ~ M 0.5-1
主序星的演化
(1) 零龄主序 (zero age main-sequence star, ZAMS) 刚刚开始核心H燃烧的恒星，在H-R图上占据主序 带的最左侧。 (2) 演化时标 ——核反应 (4 1H→4He +γ) 时标 tn＝η△Mc2/L ≈(1010 yr) (M/M⊙) (L/L⊙)-1 ≈(1010 yr) (M/M⊙)-2.5 for M > M⊙ or (1010 yr) (M/M⊙)-2 for M < M⊙
(4) 特大质量恒星的演化
星风引起的质量损失和恒星 演化。 高光度恒星通常有很强的星 风～10-6-10-4 M⊙yr-1 如沃尔夫-拉叶(WR)星。 演化过程 O型星→蓝超巨星→（红超巨 星）→WR星→Ib/Ic型超新星 + 中子星/黑洞
小结：
不同质量恒星的演化结局
恒星初始质量 (M⊙) < 0.01 0.01 < M < 0.08 0.08 < M < 0.25 0.25 < M < 8 8 < M < 12 12 < M < 40 M > 40 演化结局 行星 褐矮星 He白矮星 CO白矮星? ONeMg白矮星? 超新星→中子星? 超新星→黑洞?
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QEC (A,Z):
原子核 (A,Z)电子俘获的能阈值
重要原子核电子俘获的密度阈值
表中EC过程的能阈值己扣除电子的静止能量
广义相对论引力坍缩的临界密度
M core M ch 5.84Y M Sun
2 e
( GR ) c
2.6 10 g / cm
10
3
c(GR) 同 EC 的比较 结论:
超新星爆发 机制
彭秋和 (南京大学天文系)
A) 超新星的观测
历史上的超新星
爆发时间 (AD) 光度极大星等 185 ? -8 393 -1 837 ? 1006 1054 1181 1572 1604 1680 1987 -8 ? -10 -5 -1 -4 -3 5? +2.9 发现者
中国天文学家 中国天文学家
光变曲线
光变曲线尾巴衰减规律: L exp{-t/} 放射性元素能
源
< > ~ 64d (SN I ) ~ 90d (SN II-L) ~ 145d (SN II-P)
56Ni
56Co 56Fe 114d 77.8d
i 8.8d 1/2 6.8d
伴随-ray : 0.847 MeV(99.96%) 1.238 MeV
外核心:自由坍缩 Vr ~ Vff/2 M内核心 ~ 0.6 M⊙
内外核心交界面附近:
Vr ~ (1/8 –1/4) c (光速)
II型超新星的瞬时爆发机制(1)
随着星体坍缩的进行，星体中心的密度迅速增长。一旦它达到 原子核密度(2-4)nuc ( nuc = 2.81014 g/cm3) 以上，核子的非相对论简并压强超过了电子的相对论简并压强， 物质状态方程 中的多方指数=5/3, 变成了稳定的系统，不再坍缩。但由于惯 性，直到中心密度达到 时，内核心的坍缩才完全中止。而内 核心外围的物质却继续以超音速坍塌，它们猛烈地撞击在突然 停止坍缩的坚硬的内核心上，因而在内核心外不远处立即产生 一个很强的向外行进的反弹激波，其能量高达
SN1987A: 从光变曲线尾巴的拟合 0.075 M⊙(56Ni) 500天以后: 56Co + 57Co ( 1/2 =271d) ( : 0.122 MeV (85.6%), 0.136 MeV ) 800天以后: 44Ti ( = 4.7 年 )
两类超新星(2)
(按爆发图象)
1. 核心坍缩型超新星 (SNII、SNIb,、SNIc)
2. 吸积白 矮星的 热核爆 炸型超 新星 (SNIa)ຫໍສະໝຸດ 大质量恒星核心坍缩的主要原因
电子俘获过程 :引起 超新星核心坍缩的关键过程
(Z , A) e (Z 1, A) e
( EC) EF QEC (Z , A)
c EC
QEC ( A, Z ) 2 3/ 2 3 1.95210 ( e / 2)[( ) 1] g / cm 2 me c
P
Eshock ~ 1051-52 ergs
光致裂变反应耗能
反弹激波的巨大能量是由星体核心在坍缩过程中释放出的自 引力势能转化而来的。激波波阵面后的温度上升到 1011K 以上，平 均热运动能量高达 10 MeV, 超过了56Fe 平均每个核子的结合能 ( 8.8 MeV)。铁族元素的原子核很快地被热光子打碎:
残留黑洞???
Don`t care!
典型的超新星遗迹
•Nebula is still expanding, at ~1450 km/s •The source of the luminosity and electrons is a pulsar in the centre of the nebula.
晚期(6个月以后)光谱:
H /无 H SNI
O/ 无O
SN1987K
SNII
O/H
I b, I c
(O,Ca)
Ia
(Fe, Co)
(H,O,Ca)
(H, Ca)
Type of Supernovae
光谱观测的推论
1.SNI(a,b,c)爆发前后恒星物质基本上不含氢。
其前身星或者为白矮星、或者为 WR (Wolf – Rayet)星。
Crab Nebula - Optical and X-ray
19
脉冲星 Tycho Nebula
Puppies A
天鹅圈 Cygnus Loop
Cas A
20
超新星1987A
• 1987.2.23 爆发于LMC (d = 170,000 ly, our “satellite” galaxy)，是人类自望远镜 发明以来第一颗凭肉眼发 现的超新星。
56
Fe 13 4n 26p 30n
这个光致裂变反应过程耗费反弹激波的能量为
E
m
~ 492.26MeV / 56Fe核 ~
M⊙(56F)
8.441018 ergs / gm ~ 1.69 foe / 0.1
1 foe 1050 ergs
1Bethe 1 foe
4
1054超新星遗迹
---蟹状星云(Crab) 及其脉冲星(PSR0531)
近代超新星研究的序幕
1934年Baade & Zwicky在对河外星系的超新星进行系统地观测研 究的基础上，在1/3页的短论文中提出了四个完全崭新的重要预 言，它不仅正式提出中子星的观念,而且创见性地以超新星为枢 纽把它同恒星死亡、中子星、高能宇宙线的起源联系起来。 恒星死亡 超新星爆发 中子星 超新星爆发 高能宇宙线的产生 1942年Gamow利用Urca过程机制来探讨大质量恒星晚期核心坍缩 的可能性 1960年丘宏义等人首先研究大质量恒星内正负电子对湮灭发射中 微子对过程并提出它可能导致超新星爆发。这实际拉开了现代高 能天体物理理论研究的序幕。 1966年Colgate 从流体动力学出发,首次从解析角度探讨了超新 星核心坍缩的动力学过程。正式拉开了现代超新星研究的序幕
• 前身星： Sanduleak -69°202，B3 I型蓝超巨 星M ~ 20 M⊙，L ~ 105 L⊙，T ~ 16,000 K，R ~ 40R⊙
21
22
超新星1987A的中微子探测
超新星爆发的大部分能量被中微子带走
→ 中微子辐射能 5×1053 ergs → 辐射 5×1058个中微子
23
Don`t care! 超新星1987A的遗 留物：环状星云
The central ring is due to ejection by a stellar wind prior to the explosion
SN 1987A in X-ray
24
环状星云的结构
Don`t care!
/docs/objects/heapow/archive/nebulae/sn1987a_acis.html
残骸
超新星遗迹内的核产物
无致密残骸
主要是铁
中子星
各种元素都有
前身星
SN Ia : 双星中吸积的白矮星 SN Ib (SN Ic) : WR星 (M主序 > (30-40) M⊙ )
SN II : 质量较大恒星: 8 M⊙ < M主序 < 25 M⊙
爆发后遗留致密残骸
SN Ia : 基本上全部炸光，不残存任何致密天体。 只观测到膨胀的超新遗迹 — 气体星云 + 尘埃 + 碎片 例: SN 1006 核心坍缩型超新星: SN II : 中央残骸: 中子星(观测上表现为脉冲星) 例: SN1054 — 蟹状星云 + 蟹状星云脉冲星(Crab PSR) (PSR 0531; 周期: 0.033秒) 船帆座脉冲星(Vela PSR): PSR0833; 周期: 0.086秒 SN Ib + SN Ic :
引起SNII( SNIb、SNIc )核心坍缩的首要物理因素是电子俘获过 程(EC)。 引起吸积白矮星坍缩(它导致SNIa 爆发)的主要因素是广义相对 论效应。 (光子致使铁原子核碎裂反应只是辅助因素) 导致超巨质量恒星坍缩的主要因素是电子对湮灭为中微子对过程
e+ +e- + 反
(WR星: M主序 > 30 M⊙ ,Tc (7-9)107 K
强大星风将氢大气包层(甚至氦包层)全部吹掉) 2.SNIa 大气中 He 含量很低。但 (外层大气中)Si元素不少。 3.SNIb大气中主要成分是He 4.SNII爆前恒星外层以 H为主,其次为氧(O)。 5.SNII+SNIb+SNIc产生大量的氧 , 而SNIa几乎不产生氧 6.SNIa爆炸过程中核合成最后产生并向外抛射大量的 Fe M(Fe) (0.6 - 1.25) M⊙ /SNIa 但 SNII、 SNIb、SNIc 抛向太空的Fe很少 M(Fe) 0.1 M⊙ /SNII
→ 爆发前20小时地球上每平方米有 5×1014个中微子穿过 在爆发前1.8-3小时， 日本Kamioka和美 国IMB的的探测仪 测量到19个中微子
这是第一次探测到来自太 阳 以外的天体源的中微子
Background level
Neutrino events
• 给出了中微子质量上限: me < 16 eV (相对于光子有一点时间延迟)
B) 核心坍缩型 超新星 爆发机制 ???
• 核塌缩型超新星特征：
光度L～107-1010 L⊙，
Lf /LI ～ 108
爆 发 能 E ～ 1047-1052 ergs （99%中微子，1%动能， 0.01%可见光） 膨胀速度v～103-104 km s-1 • 产物：
星系M 51中的SN 1991T
瞬时爆发机制失效的原因
如果