超新星是怎样来的为什么恒星逝世之后会发作大爆炸

恒星爆破的原因即即将真相大白。

恒星在逝世之后会变成超高密度的白矮星，而这些白矮星在它们的伴星上吸走了必定的物质之后就会发作爆破，构成IA型超新星，这种IA型超新星是世界中最为壮丽的事情之一。

除了壮丽之外，这些爆破对天文学家来说也十分重要;由于IA型超新星具有相对固定的亮度，所以科学家们能够将IA型超新星当做为“规范烛光”来确认世界天体间的间隔。

早在20年前，科学家们对IA型超新星的观测就提醒了世界正在加快胀大的现实，这一惊人的发现为三位研讨人员赢得了2011年诺贝尔物理学奖，并引出了暗能量这一个奥秘排斥力的假定。

但这类研讨仅仅把IA型超新星当作为东西罢了。要深化研讨这些深空爆破的内部原理是十分困难的。

康涅狄格大学机械工程副教授Alexei Poludnenko表明：“很挖苦，虽然咱们有十分多观测数据，但咱们依然不了解它们的作业原理。在曩昔的几十年里，理论家们在这方面一向阻滞不前。”

他弥补说，这种阻滞部分是由于IA型超新星的爆破进程依然十分奥秘。具体来说，咱们还不清楚究竟是什么促进了“deflagration”(“缓燃”，一种火焰以低于音速的速度移动)到“detonation”(“爆燃”，一种由超声激波驱动的更强壮的爆破事情)之间的改变。

不过，由Poludnenko领导的这项新研讨，或许会在很大程度上协助科学家们理清条理。

他和他的搭档运用一个新规划的模型模拟了deflagration到detonation的要害改变进程(DDT, deflagration-to-detonation transition)，而且在实验室运用化学火焰来验证了这些成果和模型的有效性。

研讨人员发现，在IA型超新星中，假如由火焰发作的湍流足够高的话，DDT就能够自发地发作。

中佛罗里达大学机械与航空航天工程助理教授、该研讨的一起作者Kareem Ahmed在一份声明中说：“咱们界说了一个要害的规范，在这个规范中，咱们能够让火焰自行发作湍流，自发地加快，然后改变为爆燃。咱们使用湍流来加强反响的混合，让它变得愈加剧烈，而且终究演变成超新星。”

研讨小组还以为，这个进程并不只会在超自然热核爆破中呈现。(这项新研讨没有触及II型超新星，这类超新星会在大质量恒星逝世和坍缩的时分发作。)

Poludnenko说：“这和在化学体系中发作的机制是相同的，比方氢-空气或甲烷-空气。所以所有这些背面的原理都是相同的。”

该团队还核算出了导致白矮星变成超新星的条件。Poludnenko和他的搭档在昨日(10月31日)宣布在《科学》杂志网络版上的新研讨中写道，这一切都由密度决议：“在密度为每立方厘米10^7到10^8克的情况下，白矮星会不可避免地发作DDT。”

这种密度大得超出了人们的幻想，但也符合情理之中，究竟白矮星将大约一半的太阳质量紧缩进了一个只比地球稍大一点的天体里。(地球的密度是每立方厘米5.5克。)

Poludnenko期望这项新研讨有助于科学家们对IA型超新星进行更深化的研讨。他说，下一步研讨将会把团队的模型使用到不同的爆破场景，并开端确认DDT的细节。

这样的研讨或许会对世界学和天体物理学形成深远的影响。例如，虽然IA型超新星具有类似的固有亮度，但超新星亮度之间仍是存在一些差异的，Poludnenko说。这些纤细的差异或许会给天文学家的核算带来误差。

“这些误差十分重要，由于它们会影响咱们对世界间隔的丈量，以及咱们丈量暗能量特点的方法，”Poludnenko说。

他弥补说：“而假如咱们知道这些天体的作业原理的话，咱们就能够测验发现这些误差，”他举例说，陈旧星系的IA型超新星与年青星系的IA型超新星或许会有着不同的亮度。

研讨小组成员说，这项新研讨在地球上也有一些使用，它或许会改善飞机和航天器的推动体系，进步做功功率。