第194章 衰变 (第2/2页)

度可以接近光速，这就是宇宙线。宇宙线是由一些物质粒子如电子质子等组成的，在本质上完全不同于电磁波。一般说来，由于地球大气对宇宙线的吸收作用，有探测宇宙线必须到大气层之外。

    如果搭乘气球上升到50千米的高空，就可以用底片拍摄宇宙线的踪迹。只有极少数能量极高的宇宙线可以到达地球表面。但是，当高能宇宙线与地球大气发生作用时，会引发一种闪光效应，同时产生二级宇宙线，在地球表面探测二级宇宙线是相对容易的。

    实验表明，一些能量较低的宇宙线受到太阳活动的影响。比如，太阳活动有一个11年左右的周期，而观测到的低能宇宙线也随着这个周期而有所变化。

    另外，当太阳活动增强时，会使得地球周围的磁场增强，从而使在地球上观测到的宇宙线活动减弱。

    相反地，宇宙线流量的最大值往往出现在太阳耀斑等活动最小的时刻。观测也表明，绝大部分宇宙线是来自遥远的宇宙深处的超新星爆发。

    因为宇宙线常常会因为星际磁场的作用而改变运动方向，我们很难判断它的辐射源在哪里。

    但宇宙线在与星际介质发生作用时，会辐射出г射线；而г射线是电磁波，运动方向不再受磁场的影响。

    美国宇航局曾发射了专门观测宇宙г射线的人造卫星。观测结果表明，宇宙г射线的分布与发现的超新星的分布有很好的相关性。这就在很大程度上支持了宇宙线来自超新星爆发的观点。

    超新星事件和新星事件还有一个本质性的区别，即新星的爆发只发生在恒星的表面，而超新星爆发发生在恒星的深层，因此超新星爆发的规模要大的多。超新星爆发时散落到空间的物质，对新的星际介质乃至新的恒星的形成有着重要的贡献，但这些物质来自死亡恒星的外壳。

    超新星处于许多不同天文学研究分支的交汇处。超新星作为许多种恒星生命的最后归宿，可用于检验当前的恒星演化理论。

    在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及各种物理机制，例如中微子和引力波发射燃烧传播及爆炸核合成放射性衰变及激波同星周物质的作用等。而爆炸的遗迹如中子星或黑洞膨胀气体云起到加热星际介质的作用。

    超新星在产生宇宙中的重元素方面扮演着重要角色。大爆炸只产生了氢氦以及少量的锂。红巨星阶段的核聚变产生了各种中等质量元素（重于碳但轻于铁）。

    而重于铁的元素几乎都是在超新星爆炸时合成的，它们以很高的速度被抛向星际空间。此外，超新星还是星系化学演化的主要代言人。在早期星系演化中，超新星起了重要的反馈作用。星系物质丢失以及恒星形成等可能与超新星密切相关。

    由于非常亮，超新星也被用来确定距离。将距离同超新星母星系的膨胀速度结合起来就可以确定哈勃常数以及宇宙的年龄。在这方面，ia型超新星已被证明是强有力的距离指示器。最初是通过标准烛光的假定，后来是利用光变曲线形状等参数来标定化峰值光度。

    作为室女团以外最好的距离指示器，其校准后的峰值光度弥散仅为8，并且能延伸到v>30000kms1的距离处。

    ia超新星的哈勃图（更确切地说是星等红移关系）现在成为研究宇宙膨胀历史的最强有力的工具：其线性部分用于确定哈勃常数；弯曲部分可以研究膨胀的演化，如加速，甚至构成宇宙的不同物质及能量组分。

    利用ia超新星可用作标准烛光的性质还可研究其母星系的本动。高红移ia超新星的光变曲线还可用于检验宇宙膨胀理论。

    可以预计由于宇宙膨胀而引起的时间膨胀效应将会表现在高红移超新星光变曲线上。观测数据表明红移z处的ia超新星光变曲线宽度为z0处的（1 z）倍。

    这为膨胀宇宙理论提供了又一个有力的支持。某些ii型超新星也可用于确定距离。iip型超新星在平台阶段抛射物的膨胀速度与它们的热光度存在相关，这也用来进行距离测定。

    经上述相关改正后，原来iip型超新星v波段的－1星等的弥散可降到－0.3星等的水平，这提供了另一种测独立于snia的测定距离的手段。

    此外，ii型超新星的射电发射也似乎具有可定量的性质，如6cm的光变曲线峰与爆炸后6cm峰出现的时间存在相关，这也可用来进行距离估计。