近代天文讲座-南京大学天文及空间科学学院.ppt

超新星与中子星历史上的超新星爆发时间(AD)光度极大星等发现者遗迹185?-8中国天文学家RCW86393-1中国天文学家837?-8?中国天文学家IC4431006-10中/阿天文学家SN10061054-5中/日天文学家CrabNebula1181-1中/日天文学家3C581572-4TychoBraheTycho1604-3KeplerKepler16805?JohnlamsteedCasA1987+---蟹状星云(Crab)及其脉冲星(PSR0531)近代超新星研究的序幕1934年Baade&Zwicky在对河外星系的超新星进行系统地观测研究的基础上,在1/3页的短论文中提出了四个完全崭新的重要预言,它不仅正式提出中子星的观念,而且创见性地以超新星为枢纽把它同恒星死亡、中子星、高能宇宙线的起源联系起来。恒星死亡超新星爆发中子星超新星爆发高能宇宙线的起源1942年Gamow利用Urca过程机制来探讨大质量恒星晚期核心坍缩的可能性1960年丘宏义等人首先研究大质量恒星内正负电子对湮灭发射中微子对过程并提出它可能导致超新星爆发。这实际拉开了现代高能天体物理理论研究的序幕。1966年Colgate从流体动力学出发,首次从解析角度探讨了超新星核心坍缩的动力学过程。正式拉开了现代超新星研究的序幕超新星分类分类:I型(Ia,Ib/Ic)—无H线;II型—有H线光变曲线不同SpectralTypeIbIcIIIa无氦光谱线明显的氦(吸收)光谱线无硅光谱线明显硅(Sinicon)(吸收)谱线无氢光谱线以氢光谱线为最强光谱物理机制吸积白矮星的热核爆炸大质量恒星演化终结时核心坍缩(在红巨星阶段通过强大的星风可能己经丧失它的止氢包层甚至氦包层)光变曲线单纯、线性下降L(线性下降)、P(呈现平台)、I(不规则)三类致密残骸无中子星(呈现为脉冲星)或者黑洞?Rate/2000asoftoday(nowadays200/year)中微子发射100可见光能量不重要IaIbIcII两类超新星的主要特征超新星类型IaII极大光度3x109L⊙3x108L⊙光谱无氢光谱线;重元素光谱线很多;后期Fe线最强最强的是氢光谱线前身星双星系统中的白矮星大质量恒星爆发原因伴星物质被致密白矮星吸积而流入白矮星大质量恒星的铁核心坍缩爆发物理机制吸积白矮星C/O核心的热核大爆炸转化为铁族元素从新生中子星表面向外行进的反弹激波:中微子压强残骸无致密残骸中子星超新星遗迹内的核产物主要是铁各种元素都有大质量恒星热核演化结束硅燃烧阶段结束M≈(12-25)M⊙H-包层H-燃烧壳层He-燃烧壳层C-燃烧壳层Ne-燃烧壳层O-燃烧壳层Si-燃烧壳层Fe核心T(3-5)109K3109K大质量恒星核心坍缩的主要原因电子俘获过程:引起超新星核心坍缩的关键过程QEC(A,Z):原子核(A,Z)电子俘获的能阈值重要原子核电子俘获的密度阈值表中EC过程的能阈值己扣除电子的静止能量