论文部分内容阅读
20世纪末，科学家通过对IA型超新星测距的研究认识到宇宙在加速膨胀，进而推论出暗能量的存在。这不仅是天文学，而且是物理学的巨大突破。
与人类一样，恒星也有生死。
它们个个都像英雄那样，活着的时候光芒万丈，傲视群雄，死亡的时候也是轰轰烈烈，以一场大爆发结束自己的生命。这种恒星在演化接近末期时经历的剧烈爆炸就叫超新星爆发。超新星的英文名称为supernova，nova在拉丁语中是“新”的意思，这表示它在天球上看上去是一颗新出现的亮星（其实原本即已存在，因亮度增加而被认为是新出现的）。
生命有长有短，个体也有大有小，因此爆发的方式往往也是林林总总。
科学家经过系统的理论研究后提出，在恒星家族中也有一个标准个头——就像对人类而言，也有平均的身高和体重——那就是1.44个太阳质量。具有这样质量的恒星，它们在爆发的时候，就被称为IA型超新星。
白矮星的掠夺
超新星通常被人类划分为两大类：I型和II型。如果在某一颗超新星的光谱中，不包含氢的吸收线，那它就会被归入I型，反之，则会被定义为II型。I型超新星又可以细分为IA、IB和IC三种，而II型一般是单个的大恒星，质量通常超过9个太阳质量，也可细分为IIP、IIL和IIN三类。
IA型超新星的主角通常都是一颗白矮星，白矮星是如太阳这般大小的恒星演化至末期的残骸。虽然它们的质量不大，但却拥有着惊人的密度。通常，白矮星都会有一颗伴星，而它俩之间的关系似乎也是注定的——掠夺，当然，受害者就是伴星。
白矮星会贪得无厌地吞噬伴星的物质，它不会一口便将伴侣吃掉，而是会在其周围建立一条细长的“食物通道”。这条通道会像蛇一样缠绕着伴星，并形成一个巨大的圆盘，而白矮星则会通过这根“吸管”，将伴星体内的物质步步蚕食。
当然，这样的掠夺并非是无止境的。当白矮星通过吞噬，逐渐长大到1.44倍太阳质量的时候，掠夺就会停止——这个质量已是它的极限。这时，众多剧烈的物理反应就会纷至沓来。白矮星由于内部的密度很高，因此能够点燃连锁反应，一系列核聚变过程将会最终导致白矮星的爆发，这就是IA型超新星。
由于质量是一定的，因此爆发产生的能量也是一定的，同理可知，爆发时所产生的亮度也是一定的。所以，科学家就将IA型超新星称为宇宙中的“标准烛光”。标准烛光爆发的时候，释放出来的能量可能会超过1044焦耳。通过观测爆发时的明暗程度，我们还可以判断这颗超新星距离我们有多远。
诺贝尔的认可
如今，宇宙学家已经开始利用“标准烛光”测量宇宙的膨胀速度和暗能量的具体分布等问题了，这项研究也获得了2011年的诺贝尔物理学奖。三位获奖者分别是来自澳大利亚国立大学的布莱恩·保罗·施密特（Brian Paul Schmidt）、美国约翰·霍普金斯大学的亚当·盖伊·里斯（Adam Guy Riess），以及美国劳伦斯伯克利国家实验室的索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）。他们通过观测遥距超新星，从而发现了宇宙正在加速膨胀。其中，珀尔马特还使用软件，发现了大量IA型超新星，这一实践标志着人们对IA型超新星的研究，已从理论探讨走向了样本研究。
不过，随着研究的深入，科学家惊讶地发现，IA型超新星还存在着另一种模式——两颗白矮星合并。所以，截至目前，人们所了解的“点燃标准烛光”的方式有两种。
虽然作为宇宙的“标准烛光”，IA型超新星的模型仍存在着一些不确定性，譬如它周围的那些吸积盘会阻挡部分爆发的光芒，从而影响人们对于“标准烛光”的精确判定。但这丝毫无法改变IA型超新星在宇宙学中的特殊地位，科学家已将其列为近十年内恒星研究的主要对象之一。相信随着天体物理学界对IA型超新星进行更深入详细的研究，从爆炸模型到演化途径等的各方面探究，宇宙中暗能量的秘密终将被解开。
与人类一样，恒星也有生死。
它们个个都像英雄那样，活着的时候光芒万丈，傲视群雄，死亡的时候也是轰轰烈烈，以一场大爆发结束自己的生命。这种恒星在演化接近末期时经历的剧烈爆炸就叫超新星爆发。超新星的英文名称为supernova，nova在拉丁语中是“新”的意思，这表示它在天球上看上去是一颗新出现的亮星（其实原本即已存在，因亮度增加而被认为是新出现的）。
生命有长有短，个体也有大有小，因此爆发的方式往往也是林林总总。
科学家经过系统的理论研究后提出，在恒星家族中也有一个标准个头——就像对人类而言，也有平均的身高和体重——那就是1.44个太阳质量。具有这样质量的恒星，它们在爆发的时候，就被称为IA型超新星。
白矮星的掠夺
超新星通常被人类划分为两大类：I型和II型。如果在某一颗超新星的光谱中，不包含氢的吸收线，那它就会被归入I型，反之，则会被定义为II型。I型超新星又可以细分为IA、IB和IC三种，而II型一般是单个的大恒星，质量通常超过9个太阳质量，也可细分为IIP、IIL和IIN三类。
IA型超新星的主角通常都是一颗白矮星，白矮星是如太阳这般大小的恒星演化至末期的残骸。虽然它们的质量不大，但却拥有着惊人的密度。通常，白矮星都会有一颗伴星，而它俩之间的关系似乎也是注定的——掠夺，当然，受害者就是伴星。
白矮星会贪得无厌地吞噬伴星的物质，它不会一口便将伴侣吃掉，而是会在其周围建立一条细长的“食物通道”。这条通道会像蛇一样缠绕着伴星，并形成一个巨大的圆盘，而白矮星则会通过这根“吸管”，将伴星体内的物质步步蚕食。
当然，这样的掠夺并非是无止境的。当白矮星通过吞噬，逐渐长大到1.44倍太阳质量的时候，掠夺就会停止——这个质量已是它的极限。这时，众多剧烈的物理反应就会纷至沓来。白矮星由于内部的密度很高，因此能够点燃连锁反应，一系列核聚变过程将会最终导致白矮星的爆发，这就是IA型超新星。
由于质量是一定的，因此爆发产生的能量也是一定的，同理可知，爆发时所产生的亮度也是一定的。所以，科学家就将IA型超新星称为宇宙中的“标准烛光”。标准烛光爆发的时候，释放出来的能量可能会超过1044焦耳。通过观测爆发时的明暗程度，我们还可以判断这颗超新星距离我们有多远。
诺贝尔的认可
如今，宇宙学家已经开始利用“标准烛光”测量宇宙的膨胀速度和暗能量的具体分布等问题了，这项研究也获得了2011年的诺贝尔物理学奖。三位获奖者分别是来自澳大利亚国立大学的布莱恩·保罗·施密特（Brian Paul Schmidt）、美国约翰·霍普金斯大学的亚当·盖伊·里斯（Adam Guy Riess），以及美国劳伦斯伯克利国家实验室的索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）。他们通过观测遥距超新星，从而发现了宇宙正在加速膨胀。其中，珀尔马特还使用软件，发现了大量IA型超新星，这一实践标志着人们对IA型超新星的研究，已从理论探讨走向了样本研究。
不过，随着研究的深入，科学家惊讶地发现，IA型超新星还存在着另一种模式——两颗白矮星合并。所以，截至目前，人们所了解的“点燃标准烛光”的方式有两种。
虽然作为宇宙的“标准烛光”，IA型超新星的模型仍存在着一些不确定性，譬如它周围的那些吸积盘会阻挡部分爆发的光芒，从而影响人们对于“标准烛光”的精确判定。但这丝毫无法改变IA型超新星在宇宙学中的特殊地位，科学家已将其列为近十年内恒星研究的主要对象之一。相信随着天体物理学界对IA型超新星进行更深入详细的研究，从爆炸模型到演化途径等的各方面探究，宇宙中暗能量的秘密终将被解开。