新星,就留下了x射線遺跡。超新星沖擊波使得星際介質(zhì)溫度高達(dá)幾百萬開并輻射出強(qiáng)烈的x射線。這是一顆典型的1型超新星。
使用射電望遠(yuǎn)鏡可以發(fā)現(xiàn)僅由最稀薄氣體構(gòu)成的超新星遺跡。比如,是射電天文學(xué)家最先發(fā)現(xiàn)了仙后座a這一超新星遺跡,后來在光學(xué)波段也發(fā)現(xiàn)了它的極暗弱的對應(yīng)體。
超新星爆發(fā)和宇宙線的產(chǎn)生也有一定的關(guān)系。星際介質(zhì)中的粒子運(yùn)動(dòng)速度一般都在每秒幾十千米范圍內(nèi),但是也有某些特殊情況——有的粒子運(yùn)動(dòng)速度可以接近光速,這就是宇宙線。宇宙線是由一些物質(zhì)粒子如電子、質(zhì)子等組成的,在本質(zhì)上完全不同于電磁波。一般說來,由于地球大氣對宇宙線的吸收作用,有探測宇宙線必須到大氣層之外。
如果搭乘氣球上升到50千米的高空,就可以用底片拍攝宇宙線的蹤跡。只有極少數(shù)能量極高的宇宙線可以到達(dá)地球表面。但是,當(dāng)高能宇宙線與地球大氣發(fā)生作用時(shí),會(huì)引發(fā)一種閃光效應(yīng),同時(shí)產(chǎn)生二級宇宙線,在地球表面探測二級宇宙線是相對容易的。
實(shí)驗(yàn)表明,一些能量較低的宇宙線受到太陽活動(dòng)的影響。比如,太陽活動(dòng)有一個(gè)11年左右的周期,而觀測到的低能宇宙線也隨著這個(gè)周期而有所變化。
另外,當(dāng)太陽活動(dòng)增強(qiáng)時(shí),會(huì)使得地球周圍的磁場增強(qiáng),從而使在地球上觀測到的宇宙線活動(dòng)減弱。
相反地,宇宙線流量的最大值往往出現(xiàn)在太陽耀斑等活動(dòng)最小的時(shí)刻。觀測也表明,絕大部分宇宙線是來自遙遠(yuǎn)的宇宙深處的超新星爆發(fā)。
因?yàn)橛钪婢€常常會(huì)因?yàn)樾请H磁場的作用而改變運(yùn)動(dòng)方向,我們很難判斷它的輻射源在哪里。
但宇宙線在與星際介質(zhì)發(fā)生作用時(shí),會(huì)輻射出г射線;而г射線是電磁波,運(yùn)動(dòng)方向不再受磁場的影響。
美國宇航局曾發(fā)射了專門觀測宇宙г射線的人造衛(wèi)星。觀測結(jié)果表明,宇宙г射線的分布與發(fā)現(xiàn)的超新星的分布有很好的相關(guān)性。這就在很大程度上支持了宇宙線來自超新星爆發(fā)的觀點(diǎn)。
超新星事件和新星事件還有一個(gè)本質(zhì)性的區(qū)別,即新星的爆發(fā)只發(fā)生在恒星的表面,而超新星爆發(fā)發(fā)生在恒星的深層,因此超新星爆發(fā)的規(guī)模要大的多。超新星爆發(fā)時(shí)散落到空間的物質(zhì),對新的星際介質(zhì)乃至新的恒星的形成有著重要的貢獻(xiàn),但這些物質(zhì)來自死亡恒星的外殼。
超新星處于許多不同天文學(xué)研究分支的交匯處。超新星作為許多種恒星生命的最后歸宿,可用于檢驗(yàn)當(dāng)前的恒星演化理論。
在爆炸瞬間以及在爆炸后觀測到的現(xiàn)象涉及各種物理機(jī)制,例如中微子和引力波發(fā)射、燃燒傳播及爆炸核合成、放射性衰變及激波同星周物質(zhì)的作用等。而爆炸的遺跡如中子星或黑洞、膨脹氣體云起到加熱星際介質(zhì)的作用。
超新星在產(chǎn)生宇宙中的重元素方面扮演著重要角色。大爆炸只產(chǎn)生了氫、氦以及少量的鋰。紅巨星階段的核聚變產(chǎn)生了各種中等質(zhì)量元素(重于碳但輕于鐵)。
而重于鐵的元素幾乎都是在超新星爆炸時(shí)合成的,它們以很高的速度被拋向星際空間。此外,超新星還是星系化學(xué)演化的主要“代言人”。在早期星系演化中,超新星起了重要的反饋?zhàn)饔谩P窍滴镔|(zhì)丟失以及恒星形成等可能與超新星密切相關(guān)。
由于非常亮,超新星也被用來確定距離。將距離同超新星母星系的膨脹速度結(jié)合起來就可以確定哈勃常數(shù)以及宇宙的年齡。在這方面,ia型超新星已被證明是強(qiáng)有力的距離指示器。最初是通過標(biāo)準(zhǔn)燭光的假定,后來是利用光變曲線形狀等參數(shù)來標(biāo)定化峰值光度。
作為室女團(tuán)以外最好的距離指示器,其校準(zhǔn)后的峰值光度彌散僅為8,并且能延伸到va 30000k s1的距離處。
ia超新星的哈勃圖(更確切地說是星等紅移關(guān)系)