宇宙中最为壮丽的烟花
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当你晚上瞻仰星空的时辰，有没有想过这些满天的繁星其实是有生命的？当它们走到生命绝顶的时辰，会以分歧的体例竣事本身的生命。超新星爆发就是恒星竣事本身生命的一种体例，它用极其灿艳的烟花为本身的平生终结。在超新星爆发过程中，恒星会在刹时释放大量的能量，亮度也随之剧增，以至于在整个银河系中都能看见它的辉煌，可以称之为“宇宙中最为绚丽的烟花”。
超新星爆发后形当作的蟹状星云
超新星的庞大威力
在超新星爆发过程中刹时释放的能量高达
地球离开太阳系后，“行星策动机”全功率开启，将用五百年的时候加快至光速的千分之五。可见要让地球去流离仍是很是坚苦的（废话，地球辣么大，必定坚苦啊！）。那么假如超新星爆发中释放的能量全数用来给我们的地球加快，可以加快到几多呢？谜底是 298300km/s，也就是 99.5%的光速！
这下小伙伴们对超新星爆发的威力有点概念了吧。可以说，我们用超超超超等核爆来形容超新星爆发一点都不为过。
超新星爆发释放的能量可将地球加快至近光速
地球四周的超新星爆发
超新星爆发在整个银河系中并不多见，大约每宿世纪 1~2 个的样子。在几百万年以前，地球四周就可能发生过超新星爆发事务！听起来可能有点耸人听闻，可我们科学家措辞是讲证据的。那么，我们是怎么知道那么多年以前发生的超新星爆发事务呢？这里我们还得感激铁元素的一个同位素：铁 -60。
提到铁大师并不目生，日常糊口中的铁处处都是，我们泛泛接触到的铁大部门（90%以上）都是铁 -56，别的还有少量的铁 -54，铁 -57 和铁 -58。可见我们日常糊口中所接触到的铁里面是没有铁 -60 的。这是因为它的半衰期跟地球的春秋比起来其实是太短了，只有大约 260 万年。也就是说每过 260 万年，铁 -60 的数目就会削减（衰变失落）一半，而今朝地球的春秋是大约 45 亿年，可见即使一起头地球上有铁 -60 存在，到此刻也都衰变完了。
然而有趣的是，科学家操纵很是活络的加快器质谱手艺，在承平洋海底的岩石表层里面居然发现了微量的铁 -60 同位素的存在（每个样品中发现了约几十个铁 -60 原子）。并且这些铁 -60 原子并不是平均分布在这些岩石样本中的，而是只存在于某一特心猿意马深度下，这就引起了科学家们的极大乐趣。
我们知道，海底岩石中分歧深度的样本记实了分歧年月的考古学信息，就像树的年轮一样，记实了分歧年份的天气环境。既然这些铁 -60 原子不成能来自于形当作地球的“原材料”，那么它们又是哪来的呢？又为什么会呈现在地球上呢？
今朝最合理的诠释是，地球上所发现的这些铁 -60 是来自于好久以前地球四周发生的某次超新星爆发事务。科学家经由过程阐发铁 -60 原子在样本中呈现的深度信息发现，该超新星爆发事务呈现在大约 3 百万年以前。 无独有偶，科学家们阐发了上个宿世纪阿波罗号探月飞船带回来的月球概况样本，也同样发现了铁 -60 的陈迹，是以地球四周发生过超新星爆发的猜想获得了进一步的证实。
海底岩石样本中分歧年月（深度）处铁 -60 的含量
铁 -60 的合当作
好奇的小伙伴可能会问，铁 -60 是怎么发生的？它们又是怎么跑到地球上的呢？
这个，故事还得从头说起。在恒星形当作的时辰，形当作它的“原材料”中就有微量的铁元素，这些铁元素的当作分和我们日常糊口中的铁近似，是不含有铁 -60 的。在恒星演化的某些阶段中，这些铁元素中的铁 -58 会接收一个中子，酿成铁 -59。而铁 -59 则有两条路可走：一是经由过程β衰变酿成钴的同位素钴 -59；二是它会再接收一个中子酿成铁 -60。这样在恒星中就实现了铁 -60 从无到有的奇奥转变。
当恒星演化到最后阶段时，它会经由过程超新星爆发标的目的宇宙中喷撒出大量物质，此中就包罗铁 -60 同位素。若是这个超新星爆发事务距离地球足够近的话，有些铁 -60 原子就会飘落在地球上，最终在 3 百万年之后被科学家所发现。
细心的小伙伴可能会发现，固然铁 -59 有两条路可走，但只有此中一条路会才酿成铁 -60，另一条路是通往钴 -59 的。那么铁 -59 到底更喜好走哪条路呢？万一它更喜好酿成钴 -59 怎么办？那岂不是就不会有铁 -60 了吗？
为了回覆这个问题，科学家们必需经由过程尝试切确测量铁 -59 的β衰变速度以及它接收中子的速度，经由过程比力二者的速度巨细，就可以确定铁 -59 走这两条路的分支比，这样我们才能更清晰的知道地球上这些天外来客铁 -60 到底是哪来的，它们的故里距离地球到底有多远，甚至确定它们是来自天上的哪颗星星。
该项研究内容吸引了天文学家，天体物理学家及核物理学家稠密的研究乐趣，也是今朝国际上的研究热点之一。
从铁 -58 到铁 -60 的合当作过程示意图
超新星爆发对地球的影响
此外，3 百万年前，那颗超新星爆发后，来帮衬我们地球的可不仅仅是铁 -60 哦，还有各类各样其它元素的同位素，以及大量的高能γ射线等。而这些高能γ射线可导致大气上层的氮气与氧气发生反映出产氮氧化物，最终导致臭氧层削减，使得地球上的生物受到强烈的紫外线照射；同时来自超新星的辐射还会引起大气层的电离，可能导致雷电和其他一些列效应，这对那时地球的生态情况和全球天气必定是造当作了不小的影响。
有趣的是，大约在统一期间（250 万年以前），全球天气也发生了猛烈转变，由较暖的上新宿世过渡到了较冷的更新宿世（亦称冰川宿世），而人类也随之呈现。固然今朝我们尚不克不及确定超新星爆发和更新宿世的呈现是否存在联系，但这无疑是一项很是有意思的研究。
超新星爆发影响全球天气
作者：高丙水
来历：中国科学院近代物理研究所
- 发表于 2019-06-02 23:03
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