宇宙中最為壯麗的煙花
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當你晚上瞻仰星空的時辰，有沒有想過這些滿天的繁星其實是有生命的？當它們走到生命絕頂的時辰，會以分歧的體例竣事本身的生命。超新星爆發就是恒星竣事本身生命的一種體例，它用極其燦艷的煙花為本身的平生終結。在超新星爆發過程中，恒星會在剎時釋放大量的能量，亮度也隨之劇增，以至于在整個銀河系中都能看見它的輝煌，可以稱之為“宇宙中最為絢麗的煙花”。
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超新星爆發后形當作的蟹狀星云
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超新星的龐大威力
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在超新星爆發過程中剎時釋放的能量高達
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地球離開太陽系后，“行星策動機”全功率開啟，將用五百年的時候加快至光速的千分之五。可見要讓地球去流離仍是很是堅苦的（廢話，地球辣么大，必定堅苦啊！）。那么假如超新星爆發中釋放的能量全數用來給我們的地球加快，可以加快到幾多呢？謎底是 298300km/s，也就是 99.5%的光速！
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這下小伙伴們對超新星爆發的威力有點概念了吧。可以說，我們用超超超超等核爆來形容超新星爆發一點都不為過。
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超新星爆發釋放的能量可將地球加快至近光速
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地球四周的超新星爆發
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超新星爆發在整個銀河系中并不多見，大約每宿世紀 1~2 個的樣子。在幾百萬年以前，地球四周就可能發生過超新星爆發事務！聽起來可能有點聳人聽聞，可我們科學家措辭是講證據的。那么，我們是怎么知道那么多年以前發生的超新星爆發事務呢？這里我們還得感激鐵元素的一個同位素：鐵 -60。
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提到鐵大師并不目生，日常糊口中的鐵處處都是，我們泛泛接觸到的鐵大部門（90%以上）都是鐵 -56，別的還有少量的鐵 -54，鐵 -57 和鐵 -58。可見我們日常糊口中所接觸到的鐵里面是沒有鐵 -60 的。這是因為它的半衰期跟地球的春秋比起來其實是太短了，只有大約 260 萬年。也就是說每過 260 萬年，鐵 -60 的數目就會削減（衰變失落）一半，而今朝地球的春秋是大約 45 億年，可見即使一起頭地球上有鐵 -60 存在，到此刻也都衰變完了。
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然而有趣的是，科學家操縱很是活絡的加快器質譜手藝，在承平洋海底的巖石表層里面居然發現了微量的鐵 -60 同位素的存在（每個樣品中發現了約幾十個鐵 -60 原子）。并且這些鐵 -60 原子并不是平均分布在這些巖石樣本中的，而是只存在于某一特心猿意馬深度下，這就引起了科學家們的極大樂趣。
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我們知道，海底巖石中分歧深度的樣本記實了分歧年月的考古學信息，就像樹的年輪一樣，記實了分歧年份的天氣環境。既然這些鐵 -60 原子不成能來自于形當作地球的“原材料”，那么它們又是哪來的呢？又為什么會呈現在地球上呢？
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今朝最合理的詮釋是，地球上所發現的這些鐵 -60 是來自于好久以前地球四周發生的某次超新星爆發事務。科學家經由過程闡發鐵 -60 原子在樣本中呈現的深度信息發現，該超新星爆發事務呈現在大約 3 百萬年以前。 無獨有偶，科學家們闡發了上個宿世紀阿波羅號探月飛船帶回來的月球概況樣本，也同樣發現了鐵 -60 的陳跡，是以地球四周發生過超新星爆發的猜想獲得了進一步的證實。
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海底巖石樣本中分歧年月（深度）處鐵 -60 的含量
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鐵 -60 的合當作
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好奇的小伙伴可能會問，鐵 -60 是怎么發生的？它們又是怎么跑到地球上的呢？
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這個，故事還得從頭說起。在恒星形當作的時辰，形當作它的“原材料”中就有微量的鐵元素，這些鐵元素的當作分和我們日常糊口中的鐵近似，是不含有鐵 -60 的。在恒星演化的某些階段中，這些鐵元素中的鐵 -58 會接收一個中子，釀成鐵 -59。而鐵 -59 則有兩條路可走：一是經由過程β衰變釀成鈷的同位素鈷 -59；二是它會再接收一個中子釀成鐵 -60。這樣在恒星中就實現了鐵 -60 從無到有的奇奧轉變。
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當恒星演化到最后階段時，它會經由過程超新星爆發標的目的宇宙中噴撒出大量物質，此中就包羅鐵 -60 同位素。若是這個超新星爆發事務距離地球足夠近的話，有些鐵 -60 原子就會飄落在地球上，最終在 3 百萬年之后被科學家所發現。
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細心的小伙伴可能會發現，固然鐵 -59 有兩條路可走，但只有此中一條路會才釀成鐵 -60，另一條路是通往鈷 -59 的。那么鐵 -59 到底更喜好走哪條路呢？萬一它更喜好釀成鈷 -59 怎么辦？那豈不是就不會有鐵 -60 了嗎？
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為了回覆這個問題，科學家們必需經由過程嘗試切確測量鐵 -59 的β衰變速度以及它接收中子的速度，經由過程比力二者的速度巨細，就可以確定鐵 -59 走這兩條路的分支比，這樣我們才能更清晰的知道地球上這些天外來客鐵 -60 到底是哪來的，它們的故里距離地球到底有多遠，甚至確定它們是來自天上的哪顆星星。
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該項研究內容吸引了天文學家，天體物理學家及核物理學家稠密的研究樂趣，也是今朝國際上的研究熱點之一。
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從鐵 -58 到鐵 -60 的合當作過程示意圖
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超新星爆發對地球的影響
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此外，3 百萬年前，那顆超新星爆發后，來幫襯我們地球的可不僅僅是鐵 -60 哦，還有各類各樣其它元素的同位素，以及大量的高能γ射線等。而這些高能γ射線可導致大氣上層的氮氣與氧氣發生反映出產氮氧化物，最終導致臭氧層削減，使得地球上的生物受到強烈的紫外線照射；同時來自超新星的輻射還會引起大氣層的電離，可能導致雷電和其他一些列效應，這對那時地球的生態情況和全球天氣必定是造當作了不小的影響。
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有趣的是，大約在統一期間（250 萬年以前），全球天氣也發生了猛烈轉變，由較暖的上新宿世過渡到了較冷的更新宿世（亦稱冰川宿世），而人類也隨之呈現。固然今朝我們尚不克不及確定超新星爆發和更新宿世的呈現是否存在聯系，但這無疑是一項很是有意思的研究。
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超新星爆發影響全球天氣
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作者：高丙水
來歷：中國科學院近代物理研究所
- 發表于 2019-06-02 23:03
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