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超新星是如何发生的

超新星始于一颗大质量恒星（至少是太阳质量的八倍）核心中的燃料耗尽。在其生命过程中，恒星的核心将较轻的元素聚变成较重的元素，从氢开始一直到铁。铁无法通过聚变释放能量，所以当核心变成主要由铁构成时，聚变停止，再也没有什么能抵抗引力支撑恒星了。核心在不到一秒内坍缩，外层向内撞击后反弹向外爆炸。这次坍缩期间的温度可以达到1000亿度，比任何恒星的中心都要热。

超新星的类型

科学家发现了两种主要类型的超新星。II型超新星发生在单颗大质量恒星在生命末期坍缩时，也就是上面描述的过程。Ia型超新星发生在双星系统中，白矮星从伴星那里吸积物质，直到达到临界质量并爆炸。Ia型超新星对天文学家特别有用，因为它们爆发时的亮度大致相同，是测量宇宙中遥远距离的极好工具。两种类型都释放出巨大的能量，但发生原因大不相同。

超新星创造了什么

超新星就像巨大的元素工厂。爆炸期间，极端的高温高压产生了金、银、铂、铀等在普通恒星内部无法制造的重元素。这些元素被抛入太空，与气体和尘埃云混合。经过数百万年，这些富含元素的物质可以聚集成新的恒星、行星，甚至生命的基本组件。地球上发现的几乎所有比铁更重的元素，都是数十亿年前在超新星爆炸中创造的。

历史上著名的超新星

人们观察超新星已有数千年历史，即使在他们理解这是什么之前就已经开始了。1054年，中国天文学家记录了一颗"客星"，其亮度足以在白天持续23天内都能看到。那次爆炸的遗迹现在被称为蟹状星云。1572年，丹麦天文学家第谷·布拉赫观测到一颗超新星，挑战了天体永恒不变的观念。最近一颗肉眼可见的超新星是SN 1987A，它在1987年2月在附近的大麦哲伦云中爆炸，被天文学家发现。

超新星遗迹

超新星爆炸后，向外喷射出的物质并不会消失。它形成一片美丽的、不断扩展的气体和尘埃云，称为超新星遗迹。这些遗迹中炽热的气体与周围空间碰撞，可以发光数千年。蟹状星云是1054年超新星的遗迹，是天文学中研究最多的天体之一。超新星遗迹还会发出强大的冲击波，通过压缩附近的气体云来触发新恒星的形成。

中子星和黑洞

超新星后恒星核心的命运取决于它有多大质量。如果剩余核心的质量在太阳质量的1.4到3倍之间，它就变成一颗中子星。中子星密度极高，把超过太阳的质量压缩成一个直径只有约12英里的球体。一茶匙中子星物质在地球上约重60亿吨。如果剩余核心的质量超过太阳的约3倍，引力就会将其压缩成一个黑洞——一个密度如此之大以至于连光都无法逃脱的天体。

超新星为什么重要

超新星在我们宇宙和我们自身存在的故事中扮演着至关重要的角色。它们将岩石行星和生命所需的重元素散布到太空中。没有超新星，地球就不会有核心中的铁、大气中的氧气，也不会有每个活细胞中的碳。天文学家还将Ia型超新星作为"标准烛光"来测量遥远星系的距离，这在1998年导致了宇宙正在加速膨胀的发现。研究超新星帮助科学家理解宇宙的过去和未来。