二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程_第1頁
二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程_第2頁
二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程_第3頁
二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程_第4頁
二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程_第5頁
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二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程一、本文概述本文旨在深入探討二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程。二元經(jīng)濟理論自提出以來,一直是經(jīng)濟學領域的重要研究議題,尤其在發(fā)展中國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展過程中,這一現(xiàn)象尤為顯著。本文將系統(tǒng)梳理二元經(jīng)濟的形成機制、發(fā)展階段及其對經(jīng)濟發(fā)展的影響,以期對理解和發(fā)展經(jīng)濟學理論提供新的視角。文章將首先界定二元經(jīng)濟的概念,明確其在經(jīng)濟發(fā)展過程中的位置。接著,通過歷史與現(xiàn)實的結(jié)合,分析二元經(jīng)濟形成的內(nèi)外部因素,包括制度環(huán)境、資源分配、技術進步等多方面的因素。然后,文章將詳細闡述二元經(jīng)濟在不同發(fā)展階段的表現(xiàn)形式和特征,探討其與經(jīng)濟結(jié)構轉(zhuǎn)型的關系。文章將評估二元經(jīng)濟對經(jīng)濟增長和社會發(fā)展的影響,并提出相應的政策建議。通過對二元經(jīng)濟形成過程的全面分析,本文旨在揭示經(jīng)濟發(fā)展過程中的內(nèi)在規(guī)律和機制,為政策制定和實踐操作提供理論支撐和決策參考。本文也期望能夠推動經(jīng)濟學界對二元經(jīng)濟理論的深入研究和探討,為發(fā)展經(jīng)濟學的發(fā)展做出貢獻。二、二元經(jīng)濟的理論基礎二元經(jīng)濟理論是經(jīng)濟學中的一個重要概念,它主要用來描述一個經(jīng)濟體中同時存在的兩個不同性質(zhì)、不同發(fā)展階段的部門。這兩個部門通常被劃分為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)部門和現(xiàn)代的工業(yè)部門。二元經(jīng)濟理論的形成和發(fā)展,受到了許多經(jīng)濟學家的深入研究和探討,其中最具代表性的理論包括劉易斯的二元經(jīng)濟模型、拉尼斯-費景漢模型和喬根森模型等。劉易斯的二元經(jīng)濟模型認為,在發(fā)展中國家,存在著一個龐大的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)部門和一個相對較小的現(xiàn)代工業(yè)部門。由于農(nóng)業(yè)部門的勞動生產(chǎn)率遠遠低于工業(yè)部門,因此農(nóng)業(yè)部門存在大量的剩余勞動力。這些剩余勞動力會不斷向工業(yè)部門轉(zhuǎn)移,直到農(nóng)業(yè)部門的勞動生產(chǎn)率提高到與工業(yè)部門相當?shù)乃剑藭r二元經(jīng)濟結(jié)構將逐漸消失,整個經(jīng)濟將實現(xiàn)一體化發(fā)展。拉尼斯-費景漢模型在劉易斯模型的基礎上進行了進一步的拓展和完善。他們認為,在農(nóng)業(yè)部門的剩余勞動力被完全吸收之前,農(nóng)業(yè)部門的勞動生產(chǎn)率并不會立即提高到與工業(yè)部門相當?shù)乃?。因此,在勞動力轉(zhuǎn)移的過程中,農(nóng)業(yè)部門的產(chǎn)出和剩余將會逐漸減少,這可能會影響到工業(yè)部門的擴張速度和整個經(jīng)濟的發(fā)展。因此,政府需要采取適當?shù)恼叽胧﹣泶龠M農(nóng)業(yè)部門的技術進步和勞動生產(chǎn)率提高,以確保二元經(jīng)濟結(jié)構的順利轉(zhuǎn)型。喬根森模型則強調(diào)農(nóng)業(yè)部門的發(fā)展對于整個經(jīng)濟的重要性。他認為,農(nóng)業(yè)部門的增長是推動工業(yè)部門擴張和勞動力轉(zhuǎn)移的關鍵因素。只有當農(nóng)業(yè)部門的增長達到一定的水平時,才能夠為工業(yè)部門提供足夠的糧食和原材料支持,同時釋放出足夠的剩余勞動力來支持工業(yè)部門的發(fā)展。因此,政府需要重視農(nóng)業(yè)部門的投入和發(fā)展,以確保整個經(jīng)濟的均衡和可持續(xù)發(fā)展。這些理論模型為我們理解二元經(jīng)濟的形成和發(fā)展提供了重要的理論基礎。然而,需要注意的是,這些模型都是在一定的假設條件下推導出來的,因此在實際應用中需要根據(jù)具體情況進行適當?shù)恼{(diào)整和完善。不同國家和地區(qū)的社會、經(jīng)濟、文化等背景也會影響到二元經(jīng)濟的發(fā)展過程和轉(zhuǎn)型路徑。因此,在制定具體的政策措施時,需要綜合考慮各種因素,以確保政策的針對性和有效性。三、二元經(jīng)濟的形成過程二元經(jīng)濟的形成過程是一個復雜而多元的動態(tài)演變過程,它涉及到多個方面的因素,包括歷史、地理、文化、政策和經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略等。這一過程通??梢詣澐譃閹讉€關鍵階段,每個階段都有其特定的特征和影響因素。在二元經(jīng)濟的初始階段,經(jīng)濟體系往往以傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)部門為主導。這一階段,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式相對落后,技術水平低,勞動力生產(chǎn)效率不高。同時,由于基礎設施薄弱、市場體系不完善以及政策支持不足等原因,現(xiàn)代工業(yè)部門的發(fā)展受到一定限制,無法充分吸納農(nóng)村剩余勞動力。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和政策的推動,現(xiàn)代工業(yè)部門開始逐漸興起。這一過程中,政府通常會采取一系列措施,如建設基礎設施、完善市場體系、提供稅收優(yōu)惠等,以吸引外資和促進國內(nèi)工業(yè)的發(fā)展。這些措施的實施,使得現(xiàn)代工業(yè)部門的生產(chǎn)效率和競爭力得到提升,同時也創(chuàng)造了更多的就業(yè)機會。然而,由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)部門與現(xiàn)代工業(yè)部門在技術水平、生產(chǎn)效率、勞動力需求等方面存在巨大差異,導致了勞動力市場的分割和二元經(jīng)濟結(jié)構的形成。一方面,現(xiàn)代工業(yè)部門需要大量的高素質(zhì)勞動力,而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)部門則存在大量低素質(zhì)的剩余勞動力;另一方面,由于勞動力市場的不完善和信息不對稱等原因,這些剩余勞動力往往難以被現(xiàn)代工業(yè)部門有效吸納。在二元經(jīng)濟的發(fā)展過程中,政府政策的引導和調(diào)控起著至關重要的作用。政府可以通過制定和實施一系列有利于現(xiàn)代工業(yè)部門發(fā)展的政策,如產(chǎn)業(yè)扶持、財政補貼、稅收優(yōu)惠等,來促進現(xiàn)代工業(yè)部門的快速發(fā)展和勞動力市場的整合。政府還需要加強對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)部門的改造和升級,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和技術水平,縮小與現(xiàn)代工業(yè)部門之間的差距。二元經(jīng)濟的形成過程是一個復雜的動態(tài)演變過程,它涉及到多個方面的因素和力量的相互作用。在這一過程中,政府需要發(fā)揮積極的引導和調(diào)控作用,促進現(xiàn)代工業(yè)部門的發(fā)展和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)部門的改造升級,逐步縮小二元經(jīng)濟結(jié)構的差距,實現(xiàn)經(jīng)濟的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。四、二元經(jīng)濟的影響與挑戰(zhàn)二元經(jīng)濟作為一種發(fā)展階段的形成過程,對經(jīng)濟社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響,同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)。二元經(jīng)濟促進了資源的優(yōu)化配置和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。在二元經(jīng)濟結(jié)構中,傳統(tǒng)部門和現(xiàn)代部門在資源、技術、勞動力等方面存在差異,這種差異使得資源能夠從低效率的傳統(tǒng)部門向高效率的現(xiàn)代部門轉(zhuǎn)移,提高了資源的利用效率。同時,現(xiàn)代部門的發(fā)展也帶動了整個經(jīng)濟的增長,促進了產(chǎn)業(yè)結(jié)構的升級和轉(zhuǎn)型。然而,二元經(jīng)濟也帶來了一系列的社會經(jīng)濟問題。二元經(jīng)濟結(jié)構加劇了城鄉(xiāng)差距和地區(qū)差距。傳統(tǒng)部門主要集中在農(nóng)村地區(qū),而現(xiàn)代部門則主要集中在城市地區(qū),這導致了城鄉(xiāng)之間在經(jīng)濟發(fā)展、收入水平、生活質(zhì)量等方面的巨大差異。二元經(jīng)濟也加劇了社會不平等和貧困問題。傳統(tǒng)部門的勞動力往往收入較低,生活水平較差,而現(xiàn)代部門的勞動力則相對富裕,這種差異加劇了社會的不平等和貧困問題。二元經(jīng)濟還面臨著一些挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)從傳統(tǒng)部門向現(xiàn)代部門的順利轉(zhuǎn)型是一個重要的問題。傳統(tǒng)部門的勞動力往往缺乏現(xiàn)代部門所需的技能和知識,需要進行培訓和教育才能適應現(xiàn)代部門的工作要求。如何平衡城鄉(xiāng)發(fā)展、縮小城鄉(xiāng)差距也是二元經(jīng)濟面臨的重要挑戰(zhàn)。政府需要采取一系列的政策措施,促進農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步,縮小城鄉(xiāng)之間的差距。二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程,對經(jīng)濟社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響,同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)。政府和社會各界需要共同努力,采取有效的政策措施,應對二元經(jīng)濟帶來的問題,促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的全面進步。五、案例研究中國是一個典型的二元經(jīng)濟結(jié)構國家,其形成過程既受到歷史因素的影響,也反映了經(jīng)濟發(fā)展的階段性特征。改革開放前,中國實行計劃經(jīng)濟體制,農(nóng)村地區(qū)以農(nóng)業(yè)為主,城市地區(qū)則以工業(yè)和服務業(yè)為主。這種城鄉(xiāng)分割的體制導致了資源配置的不合理和經(jīng)濟發(fā)展的不平衡,形成了明顯的二元經(jīng)濟結(jié)構。改革開放后,中國開始逐步放開市場,實行社會主義市場經(jīng)濟體制。這一轉(zhuǎn)變促進了城鄉(xiāng)之間的經(jīng)濟聯(lián)系和要素流動,推動了二元經(jīng)濟結(jié)構的逐步改善。然而,由于歷史遺留問題和體制性障礙的存在,中國的二元經(jīng)濟結(jié)構仍然比較明顯。以農(nóng)村地區(qū)為例,雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力得到了顯著提高,但農(nóng)民的收入水平仍然相對較低。農(nóng)村地區(qū)的基礎設施建設、公共服務和社會保障等方面與城市相比存在明顯的差距。這種城鄉(xiāng)之間的不平衡發(fā)展導致了大量農(nóng)民工涌入城市,尋求更好的就業(yè)機會和生活條件。在城市地區(qū),雖然工業(yè)化進程加快,但一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和落后產(chǎn)能仍然存在。這些產(chǎn)業(yè)不僅效率低下,而且對環(huán)境造成了嚴重污染。同時,城市內(nèi)部的收入分配差距也在不斷擴大,一些低收入群體難以享受到經(jīng)濟發(fā)展的成果。為了緩解二元經(jīng)濟結(jié)構帶來的問題,中國政府采取了一系列政策措施。例如,加強農(nóng)村基礎設施建設、提高農(nóng)民收入水平、推進城鄉(xiāng)一體化發(fā)展等。這些措施有助于促進城鄉(xiāng)之間的經(jīng)濟聯(lián)系和要素流動,推動二元經(jīng)濟結(jié)構的逐步改善。中國經(jīng)濟的二元性形成過程是一個復雜而漫長的歷史過程。在經(jīng)濟發(fā)展的不同階段,二元經(jīng)濟結(jié)構的特征和表現(xiàn)形式也會有所不同。因此,需要采取針對性的政策措施來推動二元經(jīng)濟結(jié)構的改善和優(yōu)化。六、結(jié)論與展望本文詳細探討了二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程,從理論背景、形成機制、影響因素到經(jīng)濟影響等多個方面進行了深入分析。研究表明,二元經(jīng)濟的形成是經(jīng)濟發(fā)展過程中的一個必經(jīng)階段,它反映了經(jīng)濟結(jié)構的轉(zhuǎn)型和升級。在發(fā)展中國家,二元經(jīng)濟的存在既是挑戰(zhàn)也是機遇。挑戰(zhàn)在于如何有效地解決城鄉(xiāng)差距、勞動力轉(zhuǎn)移、資源配置等問題,而機遇則在于通過政策和制度的創(chuàng)新,推動經(jīng)濟結(jié)構的優(yōu)化和升級,實現(xiàn)經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展。展望未來,隨著科技的不斷進步和全球化的深入發(fā)展,二元經(jīng)濟的形態(tài)和特征也將發(fā)生深刻變化。一方面,新技術、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的涌現(xiàn)將為二元經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型提供新的動力;另一方面,全球經(jīng)濟格局的變化也將對二元經(jīng)濟產(chǎn)生深遠影響。因此,我們需要持續(xù)關注二元經(jīng)濟的發(fā)展動態(tài),加強理論和實證研究,為政策制定和實踐操作提供科學依據(jù)。二元經(jīng)濟作為一個發(fā)展階段的形成過程是一個復雜而多元的過程,它涉及到經(jīng)濟、社會、文化等多個方面。只有全面、深入地理解二元經(jīng)濟的形成機制和影響因素,才能更好地應對挑戰(zhàn)、把握機遇,推動經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展。參考資料:排球運動作為一項廣受歡迎的團體運動,強調(diào)團隊配合和技藝的精湛。運動技能的掌握與提升是排球運動員取得成功的關鍵因素之一。本文將詳細介紹排球運動技能形成的過程,并通過階段研究的方式探討各階段的特點和重點。在排球運動技能的形成過程中,主要包括以下三個階段:基礎階段、提高階段和突破階段。在基礎階段,主要是掌握排球運動的基本技能,如傳球、發(fā)球、扣球、墊球等。這些技能的掌握對于建立正確的運動習慣和打下堅實基礎至關重要。在這個階段,常見的錯誤包括過度用力和姿勢不正確等。為了更好地掌握排球運動技能,需要反復練習和不斷調(diào)整,加強動作的規(guī)范性和準確性。進入提高階段后,運動員已經(jīng)掌握了基本技能,開始通過組合不同的動作和戰(zhàn)術來提升技能水平。這個階段需要加強對技能運用的理解和實踐,提高反應速度和靈活性。同時,團隊之間的默契和配合也變得更為重要。此階段的常見錯誤包括缺乏戰(zhàn)術意識、配合不默契以及壓力過大導致的失誤等。為了更好地掌握排球運動技能,需要注重技能訓練和戰(zhàn)術意識的結(jié)合,加強團隊之間的溝通和信任。在突破階段,運動員需要在技能和戰(zhàn)術上實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,尋找自我突破并形成獨特的風格。這個階段需要充分發(fā)揮個人的優(yōu)勢和特點,同時繼續(xù)加強團隊配合。此階段的常見錯誤包括過于追求個人表現(xiàn)而忽視團隊配合,以及過于保守而不敢嘗試新事物等。為了更好地掌握排球運動技能,需要在保持團隊配合的基礎上,勇于嘗試和突破自我,形成獨特的競技風格。排球運動技能的形成是一個不斷發(fā)展和提高的過程,需要經(jīng)過不同階段的磨練和積累。通過基礎階段的掌握基本技能,提高階段的技能運用和戰(zhàn)術理解,以及突破階段的獨特風格形成,運動員可以不斷提升自己的排球運動技能水平并取得更好的成績。中國作為世界上最大的發(fā)展中國家,經(jīng)濟和社會的發(fā)展取得了舉世矚目的成就。然而,在這個過程中,我國實施了一系列的二元經(jīng)濟政策,導致了城鄉(xiāng)之間、地區(qū)之間的發(fā)展不平衡。這種二元經(jīng)濟結(jié)構在一定程度上也反映在職業(yè)教育領域,使得職業(yè)教育發(fā)展面臨著一系列的困境。本文將從經(jīng)濟社會學的視角,探討我國二元經(jīng)濟政策與職業(yè)教育發(fā)展的二元困境,以期為破解這種困境提供參考。關于我國二元經(jīng)濟政策與職業(yè)教育發(fā)展的關系,已有許多學者進行了深入研究。一些學者認為,二元經(jīng)濟政策是導致職業(yè)教育發(fā)展不平衡的重要原因之一。例如,由于城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展水平的差異,城市和農(nóng)村的職業(yè)教育資源分配不均,農(nóng)村地區(qū)的職業(yè)教育資源相對匱乏。一些學者還指出,二元經(jīng)濟政策還導致了地區(qū)之間的教育資源分配不均,東部地區(qū)與中西部地區(qū)的職業(yè)教育發(fā)展水平存在較大差距。為了深入探討我國二元經(jīng)濟政策與職業(yè)教育發(fā)展的二元困境,本文采用了定性和定量相結(jié)合的研究方法。通過對相關政策文件、學術論文進行梳理和分析,了解二元經(jīng)濟政策和職業(yè)教育發(fā)展的現(xiàn)狀及問題。利用問卷調(diào)查和訪談法收集一線教育工作者、學生和家長的意見和看法,對研究結(jié)果進行檢驗和補充。通過問卷調(diào)查和訪談數(shù)據(jù)的分析,我們發(fā)現(xiàn)我國二元經(jīng)濟政策與職業(yè)教育發(fā)展存在以下幾個方面的二元困境:城鄉(xiāng)差異:城市和農(nóng)村的職業(yè)教育資源分配不均,農(nóng)村地區(qū)的職業(yè)教育資源相對匱乏,導致農(nóng)村地區(qū)的職業(yè)教育質(zhì)量不高。地區(qū)差異:東部地區(qū)與中西部地區(qū)的職業(yè)教育發(fā)展水平存在較大差距,表現(xiàn)出明顯的二元結(jié)構特征。教育公平:由于教育資源的分配不均,使得部分學生無法享受到優(yōu)質(zhì)的職業(yè)教育資源,影響了教育公平。完善職業(yè)教育資源分配機制:通過優(yōu)化教育經(jīng)費分配方式,提高農(nóng)村地區(qū)和欠發(fā)達地區(qū)的職業(yè)教育資源供給,縮小城鄉(xiāng)和地區(qū)之間的差距。加強東西部教育合作:通過跨地區(qū)的職業(yè)教育合作項目,加強東西部地區(qū)的職業(yè)教育交流與合作,促進教育資源的共享和優(yōu)化配置。提升職業(yè)教育質(zhì)量:加大對職業(yè)教育的投入,提高職業(yè)教育的質(zhì)量和水平,增強學生的實踐能力和就業(yè)競爭力。本文從經(jīng)濟社會學的視角,探討了我國二元經(jīng)濟政策與職業(yè)教育發(fā)展的二元困境。研究發(fā)現(xiàn),我國現(xiàn)行的二元經(jīng)濟政策導致了職業(yè)教育資源分配的不均衡,表現(xiàn)為城鄉(xiāng)之間、地區(qū)之間的發(fā)展差異以及教育公平問題的凸顯。為了破解這種困境,我們建議完善職業(yè)教育資源分配機制、加強東西部教育合作、提升職業(yè)教育質(zhì)量等措施,以推動我國職業(yè)教育的均衡發(fā)展和教育公平的實現(xiàn)。深入分析我國二元經(jīng)濟政策與職業(yè)教育發(fā)展的內(nèi)在機制,探討政策調(diào)整對職業(yè)教育發(fā)展的影響。針對不同地區(qū)、不同群體的研究對象,開展更為細致的實證研究,以提供更具針對性的政策建議。國際經(jīng)驗與做法,借鑒其他國家和地區(qū)在處理類似問題上的成功經(jīng)驗,為我國的政策制定提供參考。超新星是爆發(fā)規(guī)模最大的變星。爆發(fā)時釋放的能量一般達1041—1044J,并且全部或大部分物質(zhì)被炸散,過程中可以將其大部分甚至幾乎所有物質(zhì)以高至十分之一光速的速度向外拋散這種爆炸都極其明亮,過程中所突發(fā)的電磁輻射經(jīng)常能夠照亮其所在的整個星系,并可能持續(xù)幾周至幾個月才會逐漸衰減。而在此期間,一顆超新星所釋放的輻射能量可以與太陽在其一生中輻射能量的總和相當。恒星爆炸并向周圍的星際物質(zhì)輻射激波。這種激波會導致一個由膨脹的氣體和塵埃構成的殼狀結(jié)構形成,這被稱作超新星遺跡。超新星是星系引力波潛在的強大來源。初級宇宙射線中來自超新星的占了很大的比例。超新星比新星活動性更劇烈。超新星的英文名稱為supernova,nova在拉丁語中是“新”的意思,這表示它在天球上看上去是一顆新出現(xiàn)的亮,super-是為了將超新星和一般的新星有所區(qū)分,也表示超新星具有更高的亮度。超新星這個名詞是沃爾特·巴德和弗里茨·茲威基在1931年提出的。依巴谷觀測恒星的興趣可能和觀測到一顆超新星有關。人類最早的觀測超新星紀錄是中國天文學家于公元185年看見的SN185,有記載的最亮超新星是SN1006。對此,中國和伊斯蘭天文學家都有詳細的記述。人們觀測次數(shù)最多的超新星是SN1054,它形成了蟹狀星云。超新星SN1572和SN1604是目前為止以裸眼觀測到的最后兩顆銀河系內(nèi)的超新星,這些超新星的發(fā)現(xiàn)對歐洲天文學的發(fā)展有顯著的影響,因為這些發(fā)現(xiàn)被用來反駁在月球和行星之外是不變的亞里士多德宇宙觀點。約翰·開普勒在超新星SN1604達到亮度峰值的1604年10月17日觀測到它,并且在此期間一直估計它的亮度,直到第二年亮度暗淡到裸眼看不見才停止。它是那個時代人們所觀測到的第二顆超新星(繼第谷·布拉赫的仙后座SN1572之后)。由于望遠鏡的發(fā)展,人們能觀測到超新星的區(qū)域不只在銀河系內(nèi),已擴大到其他的星系。在1885年觀察到仙女座星系的超新星仙女座S。美國天文學家魯?shù)婪颉らh可夫斯基和弗里茨·茲威基在1941年開啟了現(xiàn)代的超新星分類計劃。在1960年代,天文學家發(fā)現(xiàn)超新星爆炸期間的最大強度可以作為天文距離的標準燭光,從而測量出天體的距離。最近,觀測到一些遙遠的超新星比預期的黯淡,這種現(xiàn)象支持了宇宙加速膨脹的觀點。為重建沒有書面紀錄的超新星觀測,人們開發(fā)了新技術以觀測超新星。從超新星仙后座A的爆發(fā)日期,人們偵測到來自星云的回光事件。人們從對其溫度的測量和來自鈦-44的γ射線衰變,估計出超新星遺跡RJ00-4622的年齡。在2009年,通過匹配南極冰沉積物的硝酸含量,人們了解了過去超新星事件發(fā)生的時間。由于在一個星系中超新星是很少見的事件,銀河系大約每隔50年發(fā)生一次,為了得到良好的研究超新星的樣本需要定期檢測許多星系。在其他星系的超新星無法準確地預測。通常情況下,當它們被發(fā)現(xiàn)時,過程已經(jīng)開始。對超新星最有科學意義的研究(如作為標準燭光來測量距離)需要觀察其峰值亮度。因此,在它們達到峰值之前發(fā)現(xiàn)他們非常重要。業(yè)余天文學家的數(shù)量大大超過了專業(yè)天文學家,他們通常通過光學望遠鏡觀察一些較近的星系,并和以前的圖片相比較,在尋找超新星方面發(fā)揮了重要的作用。到20世紀末期,天文學家越來越多轉(zhuǎn)向用計算機控制的天文望遠鏡和CCD來尋找超新星。這種系統(tǒng)在業(yè)余天文學家中很流行,同時也有較大的設施,如卡茨曼自動成像望遠鏡(KAIT)。中微子是超新星爆炸時產(chǎn)生的大量的次原子粒子,并且它不被銀河系的星際氣體和塵埃所吸收。超新星的搜尋分為兩大類:一些側(cè)重于相對較近發(fā)生的事件,另一些則尋找更早期的爆炸。由于宇宙的膨脹,一個已知發(fā)射光譜的遠程對象的距離可以通過測量其多普勒頻移(或紅移)來估計。平均而言,較遠的物體比較近的物體以更大速度減弱,因此具有更高的紅移。因此,搜尋分為高紅移和低紅移,其邊界約為z=1–3之間——其中z是頻譜頻移的無量綱量度。高紅移的搜尋通常涉及到對超新星光度曲線的觀測,這對于生成哈勃圖以及進行宇宙學預測所用的標準或校準燭光很有用。在低紅移端超新星的光譜比其在高紅移端更有實用價值,并可用于研究超新星周圍的物理與環(huán)境。低紅移也可用于測定近距端的哈勃曲線,這是用來描述可見的星系距離與紅移之間的關系曲線,參見哈勃定律。2011年諾貝爾物理學獎公布:美國教授佩爾馬特、美澳雙國籍教授布萊恩·施密特和美國教授黎斯3人獲獎,他們通過研究超新星發(fā)現(xiàn)宇宙正加速膨脹、變冷,稱整個宇宙最終可能變成冰。醫(yī)學獎首次頒給已故學者?;瘜W獎、和平獎、文學獎、經(jīng)濟學獎等獎項將陸續(xù)公布。2011年的諾貝爾獎獎金仍為1000萬瑞典克朗(約合146萬美元)。2011年11月,美國美國國家航空暨太空總署(NASA)利用望遠鏡進行新的紅外線觀測,已經(jīng)證實中國東漢時期記載的天有異象,客星侵主,是第一次有記載的超新星爆炸。2016年3月,由美國圣母大學天文學家彼得·加爾納維切領導的科研小組用了3年時間分析開普勒所觀測的50萬億顆恒星的光譜,結(jié)果找到兩顆超新星,其中一顆名為KSN2011a,大小相當于近300個太陽,距地球約7億光年;另一顆名為KSN2011d,大小相當于約500個太陽,距地球約12億光年。研究人員在較大的超新星上首次觀測到激波暴,但在較小的超新星上卻沒有觀測到。他們猜測這可能是因為小的超新星周圍環(huán)繞氣體,遮擋了所產(chǎn)生的激波暴。加爾納維切在一份聲明中說:“激波暴的閃光可持續(xù)約1小時,因此要捕捉到一次這種閃光,要么是運氣特別好,要么得持續(xù)不斷地觀測數(shù)以百萬計的恒星?!泵绹教炀值穆暶鲃t將這一發(fā)現(xiàn)稱為天文觀測上的一個“里程碑”。在20世紀30年代,沃爾特·巴德和弗里茨·茲威基在威爾遜山天文臺時,起初的工作相信這只是一種新類型的新星?!俺滦牵╯uper-novae)”這個名詞在1931年巴德和茲威基在加州理工學院的一場演講中首度被使用,然后在1933年在美國物理學會的會議中被大眾使用。1938年,連字號被取消,成為現(xiàn)代出現(xiàn)和使用的形式。因為超新星是一種在星系中相對罕見的事件,在銀河系大約每世紀只發(fā)生三次,要獲得好的研究樣本,就需要定期監(jiān)視許多星系。星系中的超新星在通常情況下,它們被發(fā)現(xiàn)時,都已經(jīng)發(fā)生了。科學上對超新星最感興趣的是距離測量——例如,作為標準燭光——需要觀察其峰值亮度。因此,至關重要的是及早發(fā)現(xiàn)它們,最好能在達到最大亮度之前。業(yè)余天文學家的人數(shù)遠遠的多于專業(yè)天文學家,在尋找超新星上發(fā)揮了很大的作用。通常,通過光學望遠鏡觀測一些鄰近的星系,比較早些時候的照片來發(fā)現(xiàn)。在20世紀結(jié)束的時候,越來越多的天文學家改用電腦控制的望遠鏡和CCD發(fā)現(xiàn)超新星。業(yè)余天文愛好者也喜歡這種裝置,也有專業(yè)的設置,例如卡茨曼自動成像望遠鏡。最近,超新星早期預警系統(tǒng)專案(SNEWS,SupernovaEarlyWarningSystem)已經(jīng)開始使用網(wǎng)絡的中微子探測器來對超新星提出早期預警。中微子是一種微粒,在超新星爆炸時會大量產(chǎn)生,并且它們不會被星系盤的星際氣體和塵埃明顯的吸收。超新星的搜索分為兩類:那些聚焦于相對較近的事件,和那些尋找較遠的爆炸。因為在膨脹的宇宙可以通過測量其多普勒頻移估計在遠方已知發(fā)射頻譜的距離(或紅移);越遙遠的天體有越大的退移速度,所以比附近的天體有較高的紅移。因此,搜尋分為高紅移和低紅移,其間的分界約為紅移z=1–3的范圍,其中,z是無單位量。高紅移超新星的搜尋,通常涉及超新星光變曲線的觀測。超新星的光譜用于研究超新星的物理和環(huán)境時,低紅移的會比高紅移的更為實用。低紅移的觀測也依靠哈勃曲線的低距離結(jié)束端,這是用來描述距離相對于可見星系紅移的曲線。(參見哈勃定律)宇宙中形成的第一批恒星與人們今天看到的恒星非常不同。它們在135億年前出現(xiàn)時,只含有自然界中最簡單的化學元素氫和氦,質(zhì)量估計為太陽的幾十倍或數(shù)百倍,很快會在超新星的爆炸中死亡,噴出更重的元素“喂食”周圍的氣體。后來的幾代恒星都從這種氣體中誕生,而當它們也死亡時,又會噴出更重的元素。恒星從中心開始冷卻,它沒有足夠的熱量平衡中心引力,結(jié)構上的失衡就使整個星體向中心坍縮,造成外部冷卻而紅色的層面變熱,如果恒星足夠大,這些層面就會發(fā)生劇烈的爆炸,產(chǎn)生超新星。大質(zhì)量恒星爆炸時光度可突增到太陽光度的上百億倍,相當于整個銀河系的總光度。恒星爆發(fā)的結(jié)果:(1)恒星解體為一團向四周膨脹擴散的氣體和塵埃的混合物,最后彌散為星際物質(zhì),結(jié)束恒星的演化史。(2)外層解體為向外膨脹的星云,中心遺留下部分物質(zhì)坍縮為一顆高密度天體,從而進入恒星演化的晚期和終了階段。中國古代天文學家觀測到的1054年爆發(fā)的超新星(這顆超新星又被國際上命名為中國超新星)。在一個星系中,超新星是罕見的天象,但在星系世界內(nèi),每年卻都能觀測到幾十顆。1987年2月23日,一位加拿大天文學家在大麥哲倫星云中發(fā)現(xiàn)了一顆超新星,這是自1604年以來第一顆用肉眼能看到的超新星,這顆超新星被命為“1987A”。出現(xiàn)超新星爆發(fā)這樣的宇宙級“暴力事件”概率有多大呢?雖然在每個星系中這一概率是很小的,但由于能觀測到很多河外星系,所以在每年中都能觀測到相當多的河外超新星事件。可是,從1604年以來,在我們銀河系中還沒有再次觀測到超新星。這可能是因為宇宙塵埃的存在遮擋住了出現(xiàn)在銀河系的某個角落中的超新星的光芒。當國際天文聯(lián)合會收到發(fā)現(xiàn)超新星的報告后,他們都會為它命名。名字是由發(fā)現(xiàn)的年份和一至兩個拉丁字母所組成:一年中首先發(fā)現(xiàn)的26顆超新星會用從A到Z的大寫字母命名,如超新星1987A就是在1987年發(fā)現(xiàn)的第一顆超新星;而第二十六以后的則用兩個小寫字母命名,以aa、ab、ac這樣的順序起始。專業(yè)和業(yè)余天文學家每年能發(fā)現(xiàn)幾百顆超新星(2005年367顆,2006年551顆,2007年572顆),例如2005年發(fā)現(xiàn)的最后一顆超新星為SN2005nc,表示它是2005年發(fā)現(xiàn)的第367顆超新星。歷史上的超新星則只需要按所發(fā)現(xiàn)的年份命名,如SNSN1SN1SN1572(第谷超新星)和SN1604(開普勒超新星)。自1885年起開始使用字母命名,即使在那一年只有一顆超新星被發(fā)現(xiàn)(如SN1885A和1907A等)。表示超新星的前綴SN有時也可以省略。上面說的都是常見得命名,還有些大家不熟悉的,有4個大型天文臺的發(fā)現(xiàn)不用上報國際天文聯(lián)合,他們分別是NearbySupernovaFactory,CatalinaReal-TimeTransientSurvey,ROTSEcollaboration,PalomarTransientFactory。這4大天文臺都有獨立的超新星命名規(guī)則,有時候一些發(fā)現(xiàn)也會有得到常規(guī)命名,或者用個超新星的坐標來表示,再或者有些超新星都不會有命名。如世界著名的帕洛瑪山天文臺的PalomarTransientFactory發(fā)現(xiàn)的超新星,都以PTF為開頭,我國天文愛好者孫國佑和高興發(fā)現(xiàn)的大陸首顆業(yè)余超新星,就獲得了帕洛瑪山天文臺給予的編號PTF10acbu。Ia超新星缺乏氫和氦,光譜的峰值中以游離硅的0納米波長的光最為明顯。Ib超新星未游離的氦原子(HeI)的6納米,和沒有強烈的硅615納米吸收譜線。Ic超新星沒有或微弱的氦線,和沒有強烈的硅615納米吸收譜線。II-L超新星光度曲線(星等對時間的改變,或光度對時間呈指數(shù)變化)呈“線性”的衰減。如果一顆超新星的光譜不包含氫的吸收線,那它就會被歸入I型,不然就是II型。一個類型可根據(jù)其他元素的吸收線再細分。天文家認為這些觀測差別代表這些超新星不同的來源。他們對II型的來源理論滿肯定,但是雖然天文有一些意見解釋I型超新星發(fā)生的方法,這些意見比較不肯定。Ia型的超新星沒有氦,但有硅。它們都是源于到達或接近錢德拉塞卡極限的白矮星的爆發(fā)。一個可能性是那白矮星是處于一個密近雙星系統(tǒng)中,它不斷地從它的巨型伴星吸收物質(zhì),直至它的質(zhì)量到達錢德拉塞卡極限。那時候電子簡并壓力再不足以抵銷星體本身的引力,塌縮的過程可以把剩下的碳原子和氧原子融合。而最后核融合反應所產(chǎn)生沖擊波就把那星體炸成粉碎,這與新星產(chǎn)生的機制很相似,只是新星所對應的白矮星未達錢德拉塞卡極限,不會發(fā)生碳氧核反應,爆發(fā)所產(chǎn)生的能量是來自積聚在其表面上的氫或氦的融合反應。亮度的突然增加是由爆發(fā)中釋放的能量所提供的,爆發(fā)以后亮度不會即時消失,而是會在一段長時間中慢慢地下降,那是因為放射性鈷衰變成鐵而放出能量。Ib超新星有氦的吸收線,而Ic超新星則沒有氦和硅的吸收線,天文學家對它們產(chǎn)生的機制還是不太清楚。一般相信這些星都是正在結(jié)束它們的生命(如II型),但它們可能在之前(巨星階段)已經(jīng)失去了氫(Ic則連氦也失去了),所以它們的光譜中沒有氫的吸收線。Ib超新星可能是沃爾夫-拉葉型恒星塌縮的結(jié)果。如果一顆恒星的質(zhì)量很大,它本身的引力就可以把硅融合成鐵。因為鐵原子的比結(jié)合能已經(jīng)是所有元素中最高的,把鐵融合是不會釋放能量,相反的能量反而會被消耗。當鐵核心的質(zhì)量到達錢德拉塞卡極限,它就會即時衰變成中子并塌縮,釋放出大量攜帶著能量的中微子。中微子將爆發(fā)的一部分能量傳到恒星的外層。當鐵核心塌縮時候所產(chǎn)生的沖擊波在數(shù)個小時后抵達恒星的表面時,亮度就會增加,這就是II型超新星爆發(fā)。而視乎核心的質(zhì)量,它會成為中子星或黑洞。II型超新星也有一些小變型如II-P型和II-L型,但這些只是描述了光度曲線圖的不同(II-P的曲線圖有暫時性的平坦地區(qū),II-L則無),爆發(fā)的基本原理沒有太大差別。還有一類被稱為“超超新星”的理論爆發(fā)現(xiàn)象。超超新星指一些質(zhì)量極大恒星的核心直接塌縮成黑洞并產(chǎn)生了兩股能量極大、近光速的噴流,發(fā)出強烈的伽傌射線。這有可能是導致伽瑪射線暴的原因。在一個大質(zhì)量、演變的恒星(a)元素成洋蔥的殼層狀進行融合,形成鐵芯(b)并且達到錢德拉塞卡質(zhì)量和開始塌縮。核心的內(nèi)部被壓縮形成中子(c),造成崩落的物質(zhì)反彈(d)和形成向外傳播的沖擊波(紅色)。沖積波開始失去作用(e),但是中微子的加入使交互作用恢復活力。周圍的物質(zhì)被驅(qū)散(f),留下的只有被簡并的殘骸。這一類的超新星的形成途徑有多種,但這些途徑都共有一個相同的內(nèi)在機制:如果一個以碳-氧為主要成分的白矮星吸積了足夠多的物質(zhì)并達到了約為38倍太陽質(zhì)量的錢德拉塞卡極限(對于一個不發(fā)生自轉(zhuǎn)的恒星而言),它將無法再通過電子簡并壓力來平衡自身的引力從而會發(fā)生坍縮。不過,當今天體物理學界普遍認為在一般情形下這個極限是無法達到的:在坍縮發(fā)生之前隨著白矮星內(nèi)核溫度和密度的不斷上升,在白矮星質(zhì)量達到極限的1%時就會引爆碳燃燒過程。在幾秒鐘之內(nèi)白矮星的相當一部分物質(zhì)會發(fā)生核聚變,從中釋放足夠的能量(1-2×10焦耳)而引起超新星爆發(fā)。一束向外擴散的激波會由此產(chǎn)生并可達到5000-20000千米/秒的速度,其大約相當于光速的3%。同時恒星的光度會有非常顯著的增加,絕對星等可達-3等(相當于比太陽亮五十億倍),并且這一光度幾乎不會變化。研究此類超新星形成的模型之一是一個密近雙星系統(tǒng)。雙星中質(zhì)量較大的一顆恒星在演化過程中會更早地離開主星序并膨脹為一顆紅巨星。隨著雙星的共同軌道的逐漸收縮,紅巨星最終將其絕大多數(shù)外層物質(zhì)向外噴射,直到它內(nèi)部不能繼續(xù)進行核聚變。此時它演化為一顆主要由碳和氧構成的白矮星。其后系統(tǒng)中的另一顆恒星也將演化為紅巨星,并且這顆紅巨星的質(zhì)量會被臨近的白矮星吸積,使后者質(zhì)量不斷增長。在軌道足夠接近的情形下,白矮星也有可能從包括主序星在內(nèi)的其他類型的伴星吸積質(zhì)量。Ia型超新星爆發(fā)形成的另一種模型是兩顆白矮星的合并,屆時合并后的質(zhì)量將有可能超過錢德拉塞卡極限,但此類情形較前者發(fā)生幾率較低。Ia型超新星具有特征性的光度曲線,在爆炸發(fā)生后它的光度是時間的函數(shù)。它所發(fā)出的光輻射來自內(nèi)部從鎳-56經(jīng)鈷-56到鐵-56的放射性衰變所釋放的能量?,F(xiàn)在一般認為那些由單一質(zhì)量吸積形成的Ia型超新星的光度曲線普遍都具有一個相同的光度峰值,這使得它們可被輔助用作天文學上的標準燭光,從而用于測量距它們宿主星系的距離。不過,最近的觀測表明它們的光度曲線的平均寬度也會發(fā)生一定的演化,這意味著Ia型超新星的固有光度也會發(fā)生變化,盡管這種變化在一個較大的紅移尺度上才表現(xiàn)得較為顯著。這兩類超新星的形成機制很可能類似于大質(zhì)量恒星內(nèi)部核反應燃料耗盡而形成II型超新星的過程;但有所不同的是,形成Ib或Ic型超新星的恒星由于強烈的恒星風或與其伴星的相互作用而失去了由氫元素構成的外層。Ib型超新星被認為是大質(zhì)量的沃爾夫-拉葉星坍縮后的產(chǎn)物。另外還有一些證據(jù)認為少量的Ic型超新星是伽瑪射線暴的產(chǎn)生原因,但也有觀點認為任何氫元素外層被剝離的Ib或Ic型超新星在爆炸的幾何條件允許的情形下都有可能生成伽瑪射線暴。質(zhì)量不小于九倍太陽質(zhì)量的大質(zhì)量恒星具有相當復雜的演化風格。在恒星內(nèi)核中的氫元素不斷地通過核聚變產(chǎn)生氦元素,其中釋放的能量會產(chǎn)生向外的輻射壓,從而保證了內(nèi)核的流體靜力學平衡而避免恒星自身巨大的引力導致的坍縮。而當恒星內(nèi)核的氫元素消耗殆盡而無法再產(chǎn)生足夠的輻射壓來平衡引力時,內(nèi)核的坍縮開始,這期間會使內(nèi)核的溫度和壓力急劇升高并能夠?qū)⒑ぴ攸c燃。由此恒星內(nèi)核的氦元素開始聚變?yōu)樘荚?,并能夠產(chǎn)生相當?shù)妮椛鋲簛碇兄固s。這使得內(nèi)核膨脹并稍微冷卻,此時的內(nèi)核具有一個氫聚變的外層和一個更高溫高壓的氦聚變的中心。(其他元素如鎂、硫、鈣也會產(chǎn)生并在某些情形下在后續(xù)反應中燃燒。)上述的過程會反復幾次,每一次的內(nèi)核坍縮都會由下一個更重的元素的聚變過程而中止,并不斷地產(chǎn)生更高的溫度和壓力。星體由此變成了像洋蔥一樣的層狀結(jié)構,越靠近外層的元素越容易發(fā)生聚變反應。每一層都依靠著其內(nèi)部下一層的聚變反應所產(chǎn)生的熱能和輻射壓力來中止坍縮,直到這一層的聚變?nèi)剂舷拇M;并且每一層都比其外部一層的溫度更高、燃燒更快——從硅到鎳的燃燒過程只需要一天或幾天左右的時間。在這樣過程的后期,不斷增加的重元素參與了核聚變,而生成的相關元素原子的結(jié)合能也在不斷增加,從而導致聚變反應釋放的能量不斷減少。并且在更高的能量下內(nèi)核會發(fā)生光致蛻變以及電子俘獲過程,這都會導致內(nèi)核的能量降低并一般會加速核聚變反應以保持平衡。這種重元素的不斷合成在鎳-56處終止,這一聚變反應中不再有能量釋放(但能夠通過放射性衰變產(chǎn)生鐵-56)。這樣的結(jié)果導致了這個鎳-鐵成分的內(nèi)核無法再產(chǎn)生任何能夠平衡星體自身引力的向外的輻射壓,而唯一能夠起到一定平衡作用的是內(nèi)核的電子簡并壓力。如果恒星的質(zhì)量足夠大,則這個內(nèi)核的質(zhì)量最終將有可能超過錢德拉塞卡極限,這樣電子簡并壓力也不足以平衡引力坍縮。最終在星體自身強大的引力作用下,內(nèi)核最內(nèi)層的原本將原子核彼此分開的力也無法支撐,星體由此開始毀滅性的坍縮,并且此時已沒有任何聚變反應能夠阻止坍縮的發(fā)生。超新星內(nèi)核的坍縮速度可以達到每秒七萬千米(約合23倍光速),這個當原始恒星的質(zhì)量低于大約20倍太陽質(zhì)量(取決于爆炸的強度以及爆炸后回落的物質(zhì)總量),坍縮后的剩余產(chǎn)物是一顆中子星;對于高于這個質(zhì)量的恒星,剩余質(zhì)量由于超過奧本海默-沃爾科夫極限會繼續(xù)坍縮為一個黑洞(這種坍縮有可能是伽瑪射線暴的產(chǎn)生原因之一,并且伴隨著大量伽瑪射線的放出在理論上也有可能產(chǎn)生再一次的超新星爆發(fā)),理論上出現(xiàn)這種情形的上限大約為40-50倍太陽質(zhì)量。對于超過50倍太陽質(zhì)量的恒星,一般認為它們會跳過超新星爆發(fā)的過程而直接坍縮為黑洞,不過這個極限由于模型的復雜性計算起來相當困難。但據(jù)最近的觀測顯示,質(zhì)量極高(140-250倍太陽質(zhì)量)并且所含重元素(相對氦元素而言)比例較低的恒星有可能形成不穩(wěn)定對超新星而不會留下黑洞遺跡。這類相當罕見的超新星的形成機制可能并不相同(而可能部分類似于Ia型超新星爆發(fā)),從而很可能不需要鐵核的存在。這類超新星的典型代表是II型超新星SN2006gy,據(jù)估計它具有150倍太陽質(zhì)量,對它的觀測表明如此巨大質(zhì)量恒星的爆炸與先前的理論預測有著基礎性的差異。過程會導致內(nèi)核的溫度和密度發(fā)生急劇增長。內(nèi)核的這一能量損失過程終止于向外簡并壓力與向內(nèi)引力的彼此平衡。在光致蛻變的作用下,γ射線將鐵原子分解為氦原子核并釋放中子,同時吸收能量;而質(zhì)子和電子則通過電子俘獲過程(不可逆β衰變)合并,產(chǎn)生中子和逃逸的中微子。在一顆典型的II型超新星中,新生成的中子核的初始溫度可達一千億開爾文,這是太陽核心溫度的六千倍。如此高的熱量大部分都需要被釋放,以形成一顆穩(wěn)定的中子星,而這一過程能夠通過進一步的中微子釋放來完成。這些“熱”中微子構成了涵蓋所有味的中微子-反中微子對,并且在數(shù)量上是通過電子俘獲形成的中微子的好幾倍。大約10焦耳的引力能量——約占星體剩余質(zhì)量的10%——會轉(zhuǎn)化成持續(xù)時間約10秒的中微子暴,這是這場事件的主要產(chǎn)物。中微子暴會帶走內(nèi)核的能量并加速坍縮過程,而某些中微子則還有可能被恒星的外層物質(zhì)吸收,為其后的超新星爆發(fā)提供能量。內(nèi)核最終會坍縮為一個直徑約為30千米的球體,而它的密度則與一個原子核的密度相當,其后坍縮會因核子間的強相互作用以及中子簡并壓力突然終止。向內(nèi)坍縮的物質(zhì)的運動由于突然被停止,物質(zhì)會發(fā)生一定程度的反彈,由此會激發(fā)出向外傳播的激波。計算機模擬的結(jié)果指出這種向外擴散的激波并不是導致超新星爆發(fā)的直接原因;實際上在內(nèi)核的外層區(qū)域由于重元素的解體導致的能量消耗,激波存在的時間只有毫秒量級。這就需要存在一種尚未了解的過程,能夠使內(nèi)核的外層區(qū)域重新獲得大約10焦耳的能量,從而形成可見的爆發(fā)。當前的相關研究主要集中在對于作為這一過程基礎的中微子重新升溫、自旋和磁場效應的組合研究。由于氫光譜中的巴耳末吸收線的存在,II型超新星的光度曲線特征明顯:與I型超新星的光度曲線相比,II型超新星的光度曲線平均每天降低008等,較前者要低很多。按照光度曲線的特征,II型超新星可分為兩個子類,一類在光度曲線上有一個平坦的高原區(qū)(II-P型),另一類的光度曲線則只存在線性衰減(II-L型)。如此II-L型超新星的總體衰減率為每天012等,高于II-P型超新星的每天0075等。對于II-L型超新星而言,產(chǎn)生這種差別的原因是在原始恒星中的大部分氫元素外層都被拋射出了。II-P型超新星的光度曲線中的高原區(qū)是由于其外層不透明度的變化。爆炸中產(chǎn)生的激波電離了外層中的氫原子,阻止了內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的光子透過外層逸出,從而顯著提高了外層的不透明度。當外層的氫離子冷卻后重新組合成原子,外層區(qū)域的透明度又會回升。在II型超新星光譜的諸多反常特性中,IIn型超新星有可能誕生于噴射物與恒星周圍物質(zhì)的相互作用,而IIb型超新星則有可能是大質(zhì)量恒星在其伴星的潮汐力作用下失去了大多數(shù)(但不是全部)的氫元素外層。隨著IIb型超新星噴射物的膨脹,余下的氫元素外層很快會變得透光從而能夠展露出里面的內(nèi)層結(jié)構。長久以來一個圍繞著超新星研究的謎團是,如何解釋爆炸后產(chǎn)生的剩余致密物質(zhì)相對內(nèi)核會有一個如此高的速度。(已經(jīng)觀測到作為中子星的脈沖星具有很高的速度,理論上黑洞也會有很高的速度,但當前還很難通過孤立的觀測來證實。)不管怎樣,能夠推動物質(zhì)產(chǎn)生如此速度的作用力應該相當可觀,因為它能夠使一個質(zhì)量大于太陽的物體產(chǎn)生500千米/秒甚至以上的速度。有些解釋認為,這種推動力包含了星體坍縮時的對流和中子星形成時產(chǎn)生的噴流。這張由射線和可見光的合成圖描述了從蟹狀星云核心區(qū)域發(fā)出的電磁輻射。從中心附近的脈沖星所釋放的粒子速度可接近光速。這顆中子星的速度約為375千米/秒,具體而言,這種內(nèi)核上方產(chǎn)生的大尺度對流能夠造成局部的元素豐度變化,從而在坍縮期間導致不均衡分布的核反應,經(jīng)反彈后產(chǎn)生爆炸。而噴流解釋則認為,中心的中子星對氣體的吸積作用會形成吸積盤,并產(chǎn)生高度方向性的噴流,從而將物質(zhì)以很高的速度噴射出去,同時產(chǎn)生橫向的激波徹底摧毀星體。這些噴流可能是導致超新星爆發(fā)的重要因素。(一個類似的模型也被用來解釋長伽瑪射線暴的產(chǎn)生。)不過隨著時間的推移這種爆炸會變得更為對稱。通過對初始狀態(tài)的出射光的偏振進行測量,這種不對稱性就可以被探測到。由于Ib、Ic以及多種II型超新星具有類似的機制模型,它們被統(tǒng)稱為核坍縮超新星。而Ia型超新星與核坍縮超新星的基本區(qū)別在于在光度曲線峰值附近所釋放的輻射的能量來源。核坍縮超新星的原始恒星都具有延伸的外層,并且這種外層達到一定透明度所需的膨脹量較小。光度曲線峰值處的光輻射所需的大部分能量都來自于加熱并噴射外層物質(zhì)的激波。而與之不同的是,Ia型超新星的原始恒星是致密的,并且要比太陽小得多(但質(zhì)量仍然大得多),因此這種致密星體如要變得透明需要進行大幅的膨脹(以及冷卻)。爆炸產(chǎn)生的熱在星體膨脹的過程中被消耗,從而無法促使光子產(chǎn)生。事實上,Ia型超新星所輻射的能量完全來自爆炸中產(chǎn)生的放射性同位素的衰變,這主要包括鎳-56(半衰期1天)和它的衰變產(chǎn)物鈷-56(半衰期77天)。從放射性衰變中輻射的伽瑪射線會被噴射出的物質(zhì)吸收,這些物質(zhì)因此被加熱到白熾狀態(tài)。在核坍縮超新星中,隨著噴射出的物質(zhì)逐漸膨脹并冷卻,放射性衰變最終也會成為光輻射的主要能量來源。一顆明亮的Ia型超新星能夠釋放出5至1倍太陽質(zhì)量的鎳-56,但核坍縮超新星所釋放的鎳-56通常只有1倍太陽質(zhì)量左右。超新星是生成比氧重的元素的關鍵來源。這些元素中,鐵-56以及比它輕的元素的生成來自核聚變,而比鐵重的元素都來自超新星爆炸時進行的核合成。盡管存在爭議,超新星確實是最有可能的進行r-過程的候選場所,r-過程是核合成在高溫以及高中子密度時進行的一種快速形式。反應中有大量高度不穩(wěn)定的原子核產(chǎn)生,這些原子核都含有過剩數(shù)量的中子。這些狀態(tài)不穩(wěn)定,經(jīng)過快速的β衰變而達到更穩(wěn)定的狀態(tài)。r-過程有可能發(fā)生在II型超新星的爆發(fā)中,有半數(shù)左右豐度的比鐵重的元素都會在其中產(chǎn)生,其中包括钚、鈾、锎等元素。與之能相提并論的其他產(chǎn)生重元素的過程只有在衰老的紅巨星內(nèi)發(fā)生的s-過程,但這一過程進行起來要慢得多,而且不能產(chǎn)生比鉛更重的元素。大麥哲倫星云內(nèi)位于成群的氣體和塵埃中的超新星遺跡N63A超新星爆發(fā)后的遺跡包括一個中央的致密星體和因激波而快速向外擴散的物質(zhì)。這些物質(zhì)在快速膨脹的狀態(tài)下掃過周圍的星際物質(zhì),這種狀態(tài)能夠持續(xù)長達兩個世紀。其后它們將經(jīng)歷一個絕熱膨脹的過程,進而再用一萬年左右的時間逐漸冷卻并與周圍的星際物質(zhì)混合。根據(jù)天文學中的標準理論,大爆炸產(chǎn)生了氫和氦,可能還有少量鋰;而其他所有元素都是在恒星和超新星中合成的。超新星爆發(fā)令它周圍的星際物質(zhì)充滿了金屬(對于天文學家來說,金屬就是比氦重的所有元素,與化學中的概念不同)。這些合成的金屬豐富了形成恒星的分子云的元素構成,所以每一代的恒星(及行星系)的組成成分都有所不同,由純氫、氦組成到充滿金屬的組成。超新星是宇宙間將恒星核聚變中生成的較重元素重新分布的主要機制,不同元素的所有的分量對于一顆恒星的生命,以至圍繞它的行星的存在性都有很大的影響。膨脹中的超新星遺跡的動能能夠壓縮凝聚附近的分子云,從而啟動一顆恒星的形成。如果氣體云無法釋掉過多的能量,增大的湍流壓也能阻止恒星形成。在太陽系附近的一顆超新星爆發(fā)中,借助其中半衰期較短的放射性同位素的衰變產(chǎn)物所提供的證據(jù)能夠了解四十五億年前太陽系的元素組成,這些證據(jù)甚至顯示太陽系的形成也有可能是由這顆超新星爆發(fā)而啟動的。由超新星產(chǎn)生的重元素經(jīng)過了和天文數(shù)字一樣長的時間后,這些化學成分最終使地球上生命的誕生成為可能。如果一顆超新星爆發(fā)的位置非常接近地球以至于它能夠?qū)Φ厍虻纳锶Ξa(chǎn)生明顯的影響,這樣的超新星被稱為近地超新星,它們到地球的距離粗略為一百光年以內(nèi)。超新星對類地行星所產(chǎn)生的負面影響的主要原因是伽瑪射線:對地球而言,伽瑪射線能夠在高空大氣層中引起化學反應,將氮分子轉(zhuǎn)化為氮氧化物,并破壞臭氧層使地球表面暴露于對生物有害的太陽輻射與宇宙射線之下。據(jù)認為一顆近地超新星引起的伽瑪射線暴有可能是造成奧陶紀-志留紀滅絕事件的原因,這造成了當時地球近60%的海洋生物的消失。有關近地超新星爆發(fā)的預測通常集中在有可能形成II型超新星的大質(zhì)量恒星上,而在距太陽幾百光年的范圍內(nèi)確實有幾顆主要恒星有可能在短至一千年的時間內(nèi)成為超新星;一個典型的例子是參宿四,它是一顆距地球427光年的紅超巨星。不過值得注意的是,一般認為這些預測中的超新星對地球幾乎不會產(chǎn)生任何影響。它距地球的距離需要小于8秒差距(合26光年)。這類預測的結(jié)果主要與對大氣層建立的模型有關,而它所用到的輻射通量來自對大麥哲倫星云內(nèi)II型超新星SN1987A的測量值。當前對在地球周圍10秒差距范圍內(nèi)超新星爆發(fā)的幾率的預測所得的結(jié)果差別很大,從每一億年一次到每一百億年一次不等。如果Ia型超新星的爆發(fā)距地球足夠近,它們被認為是潛在的極大危險,這是由于它們都形成于普通的黯淡的白矮星,從而一顆Ia型超新星有可能在人們始料未及的情形下在一個未被認真研究過的恒星系統(tǒng)中爆發(fā)。有理論認為Ia型超新星影響地球的范圍是1000秒差距以內(nèi)(合3300光年)。1996年伊利諾伊大學香檳分校的天文學家在理論上推測,有可能能夠從地層中的金屬同位素來探測地球過去受到超新星影響的痕跡。隨即經(jīng)慕尼黑工業(yè)大學的研究人員報告,在太平洋的深海巖層中探測到了因近地超新星造成的鐵-60的富集。除了在可見光區(qū)觀測到的超新星遺跡外,通過專門用來觀測來自太空的射線的人造衛(wèi)星“愛因斯坦天文臺”,人類發(fā)現(xiàn)了不少天上的射線源,其中有30個以上是射線超新星遺跡。1572年出現(xiàn)的隆慶彗星即第古新星,就留下了射線遺跡。超新星沖擊波使得星際介質(zhì)溫度高達幾百萬開并輻射出強烈的射線。這是一顆典型的Ⅰ型超新星。使用射電望遠鏡可以發(fā)現(xiàn)僅由最稀薄氣體構成的超新星遺跡。比如,是射電天文學家最先發(fā)現(xiàn)了仙后座A這一超新星遺跡,后來在光學波段也發(fā)現(xiàn)了它的極暗弱的對應體。超新星爆發(fā)和宇宙線的產(chǎn)生也有一定的關系。星際介質(zhì)中的粒子運動速度一般都在每秒幾十千米范圍內(nèi),但是也有某些特殊情況——有的粒子運動速度可以接近光速,這就是宇宙線。宇宙線是由一些物質(zhì)粒子如電子、質(zhì)子等組成的,在本質(zhì)上完全不同于電磁波。一般說來,由于地球大氣對宇宙線的吸收作用,有探測宇宙線必須到大氣層之外。如果搭乘氣球上升到50千米的高空,就可以用底片拍攝宇宙線的蹤跡。只有極少數(shù)能量極高的宇宙線可以到達地球表面。但是,當高能宇宙線與地球大氣發(fā)生作用時,會引發(fā)一種閃光效應,同時產(chǎn)生二級宇宙線,在地球表面探測二級宇宙線是相對容易的。實驗表明,一些能量較低的宇宙線受到太陽活動的影響。比如,太陽活動有一個11年左右的周期,而觀測到的低能宇宙線也隨著這個周期而有所變化。另外,當太陽活動增強時,會使得地球周圍的磁場增強,從而使在地球上觀測到的宇宙線活動減弱。相反地,宇宙線流量的最大值往往出現(xiàn)在太陽耀斑等活動最小的時刻。觀測也表明,絕大部分宇宙線是來自遙遠的宇宙深處的超新星爆發(fā)。因為宇宙線常常會因為星際磁場的作用而改變運動方向,我們很難判斷它的輻射源在哪里。但宇宙線在與星際介質(zhì)發(fā)生作用時,會輻射出г射線;而г射線是電磁波,運動方向不再受磁場的影響。美國宇航局曾發(fā)射了專門觀測宇宙г射線的人造衛(wèi)星。觀測結(jié)果表明,宇宙г射線的分布與發(fā)現(xiàn)的超新星的分布有很好的相關性。這就在很大程度上支持了宇宙線來自超新星爆發(fā)的觀點。超新星事件和新星事件還有一個本質(zhì)性的區(qū)別,即新星的爆發(fā)只發(fā)生在恒星的表面,而超新星爆發(fā)發(fā)生在恒星的深層,因此超新星爆發(fā)的規(guī)模要大的

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