超新星
chāo xīn xīng
超新星是恒星的一次剧烈爆炸，可能是大质量恒星的核心坍缩，也可能是白矮星的爆炸，爆发时短暂地比整个星系还要明亮。
Definition
超新星是恒星死亡时发生的一次巨大爆炸，短时间内能比整个星系还要明亮，并把恒星的物质炸入太空。它有两种发生方式：一种是质量超过约太阳 $8$ 倍的恒星耗尽燃料后核心坍缩，另一种是白矮星从伴星那里吸积了过多物质而发生爆炸；坍缩型超新星可能留下中子星或黑洞。在核心坍缩型超新星中，铁核的质量超过钱德拉塞卡质量后，会在不到一秒钟内向内坍缩，随后主要由中微子加热驱动的反弹冲击波，会以接近 $10{,}000\ \text{km/s}$ 的速度把外层物质抛出，释放约 $10^{46}\ \text{J}$ 的能量，其中 $99\%$ 以中微子的形式带走。Ia型超新星则是质量接近 $1.4$ 个太阳质量的白矮星发生的热核爆炸，其峰值光度几乎完全一致；这两类超新星都会锻造出比铁更重的元素。
Example
公元1054年，中国的观测者记录下了一颗新出现的亮星，其亮度在数周内白天也能看见；它留下的遗迹就是蟹状星云，如今直径约为 $11$ 光年，正以约 $1{,}500\ \text{km/s}$ 的速度膨胀，其中心还有一颗每秒自转 $30$ 次的脉冲星。1987A超新星发生在约 $168{,}000$ 光年外的大麦哲伦云中，肉眼可见，是近 $400$ 年来观测到的距离我们最近的一次超新星爆发。
Key Insight
首饰中的黄金和你血液中的铁，都是在太阳形成之前，超新星爆发以及其他恒星死亡的过程中生成的，所以说你本身就是由恒星物质构成的。在任何一个单独的星系中，超新星都很罕见，银河系里每世纪大概只发生几次；但在数十亿个星系中，天文学家每年都能捕捉到数千次超新星爆发。聚变反应无法释放出比铁更重元素所需要的能量，因此铁核是一条死胡同；恒星爆炸的原因，是它已经没有任何办法再支撑住自己，为这场爆炸提供能量的，是核心的坍缩，而不是聚变。