可见的宇宙是一个很大的地方。就像,真的,真的很大——大约 930 亿光年(通过未来主义)。从正确的角度来看,这就像跑了 250 亿次背靠背的马拉松,然后又跑了 8340 亿次。到那时你已经完成了 99.9% 以上,尽管你还有大约 477 quintillion 英里要走。请注意,这只是可见的宇宙。科学家认为整个宇宙的大小是它的 250 多倍(来自《麻省理工科技评论》)。在整个太空中,在所有那些无数的光点中,美国宇航局表示,人类观察到的最大爆炸来自超新星。
从广义上讲,有两种类型的超新星。I 型超新星发生在两颗恒星相互绕行并且其中一颗基本上吞噬了另一颗时。II 型超新星是巨大的孤星最后的垂死挣扎。幸运的是,太阳——又名地球之星,或者我们喜欢认为的太阳——没有伴星,它的质量大约小八倍,不足以结束它作为 II 型超新星的生命(它仍然会吞噬地球无论如何,在几十亿年后,但这是另一个故事)。
当一颗恒星变成超新星时,它可以在数月内比整个银河系数十亿颗恒星更亮,并在此过程中诞生一个黑洞(来自Nature)。这些爆炸是如此强大,它们可以使一百万亿英里内的每颗行星都灭菌。那些是一些严肃的烟火。
他们如何弥补所有的过错?
要了解超新星从哪里获得全部能量,了解恒星的工作原理很重要。首先,它们是巨大的燃烧气体球,通常是氢,这是最丰富的元素。恒星质量如此之大,以至于它们向内的引力会压缩其核心的氢,直到它融合成氦。这与科学家希望用作地球清洁能源的聚变能类型相同。
加州理工学院的一份报告解释说,恒星核心聚变产生的热量和光会抵抗恒星的引力。对立的向内力和向外力在暂时的平衡中相互抵消。氦气最终会在恒星的核心聚集,中断聚变反应并扰乱整体平衡。
对于较小的恒星,这是它们停止并慢慢冷却到遥远未来的地方——也就是说,除非它们有附近的伙伴,否则它们可以从中窃取质量,直到它们实现失控的核反应(通过太空),这是一个短语,当描述整颗恒星时,会导致 Ia 型超新星。对于更大的恒星,它们开始将氦燃烧成越来越重的元素,直到聚变反应不再抵消引力(来自斯坦福大学)。整个恒星在几秒钟内自行坍塌,然后像一颗恒星炸弹一样猛烈地反弹回宇宙——一颗 II 型超新星。不过,每 10 秒就有一颗超新星爆发,我们应该担心吗?
您应该考虑超新星保险吗?
根据上面Kurzgesagt的精彩视频,您可以高枕无忧——至少在超新星方面是这样。我们的太阳系是在一次这样古老的爆炸留下的气泡中形成的,所以在某种程度上,我们的存在实际上归功于超新星。根据《科学》杂志 2019 年的一篇评论,构成你身体的许多原子——氧、钠、钙等——都是在灾难性超新星爆炸中形成和分布的,所以如果没有超新星,你就不会这里。
尽管如此,一个人还是可能拥有太多好东西,对于超新星来说,这意味着离得太近了。在 2020 年发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中,科学家们认为超新星周围的“杀伤区”约为 33 光年,而这种距离约为两倍的爆炸可能是导致地球上一次重大灭绝事件的原因大约3.5亿年前的地球。
ESA的观测表明,我们银河系内大约每 50 年左右就会有一颗超新星爆发。尽管银河系在广阔的太空中只是一个很小的规格,但在人类尺度上它仍然大得不可思议,所以我们有足够的喘息空间。只有少数几颗恒星距离足够近,如果它们变成超新星,地球上的生命将受到威胁,科学家们预计它们不会很快消失。