當(dāng)你晚上仰望星空的時(shí)候，有沒(méi)有想過(guò)這些滿天的繁星其實(shí)是有生命的？當(dāng)它們走到生命盡頭的時(shí)候，會(huì)以不同的方式結(jié)束自己的生命。超新星爆發(fā)就是恒星結(jié)束自己生命的一種方式，它用極其絢麗的煙花為自己的一生閉幕。在超新星爆發(fā)過(guò)程中，恒星會(huì)在瞬間釋放大量的能量，亮度也隨之劇增，以至于在整個(gè)銀河系中都能看見(jiàn)它的光輝，可以稱之為“宇宙中最為壯麗的煙花”。
超新星爆發(fā)后形成的蟹狀星云
超新星的巨大威力
在超新星爆發(fā)過(guò)程中瞬間釋放的能量高達(dá)1046焦耳。小伙伴們可能對(duì)這個(gè)數(shù)字沒(méi)有什么直觀的概念。還是舉個(gè)例子吧，看過(guò)《流浪地球》的小伙伴們對(duì)電影中的“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”肯定印象深刻吧。為了推動(dòng)地球逃離太陽(yáng)的引力束縛，全球各地興建了大量行星發(fā)動(dòng)機(jī)，就是為了給地球加速到第三宇宙速度（16.7km/s）。
地球脫離太陽(yáng)系后，“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”全功率開(kāi)啟，將用五百年的時(shí)間加速至光速的千分之五?？梢?jiàn)要讓地球去流浪還是非常困難的（廢話，地球辣么大，肯定困難?。。?。那么假如超新星爆發(fā)中釋放的能量全部用來(lái)給我們的地球加速，可以加速到多少呢？答案是298300km/s，也就是99.5%的光速！
這下小伙伴們對(duì)超新星爆發(fā)的威力有點(diǎn)概念了吧?？梢哉f(shuō)，我們用超超超超級(jí)核爆來(lái)形容超新星爆發(fā)一點(diǎn)都不為過(guò)。
超新星爆發(fā)釋放的能量可將地球加速至近光速
地球附近的超新星爆發(fā)
超新星爆發(fā)在整個(gè)銀河系中并不多見(jiàn)，大約每世紀(jì)1~2個(gè)的樣子。在幾百萬(wàn)年以前，地球附近就可能發(fā)生過(guò)超新星爆發(fā)事件！聽(tīng)起來(lái)可能有點(diǎn)駭人聽(tīng)聞，可我們科學(xué)家說(shuō)話是講證據(jù)的。那么，我們是怎么知道那么多年以前發(fā)生的超新星爆發(fā)事件呢？這里我們還得感謝鐵元素的一個(gè)同位素：鐵-60。
提到鐵大家并不陌生，日常生活中的鐵到處都是，我們平常接觸到的鐵大部分（90%以上）都是鐵-56，另外還有少量的鐵-54，鐵-57和鐵-58?？梢?jiàn)我們?nèi)粘Ｉ钪兴佑|到的鐵里面是沒(méi)有鐵-60的。這是因?yàn)樗陌胨テ诟厍虻哪挲g比起來(lái)實(shí)在是太短了，只有大約260萬(wàn)年。也就是說(shuō)每過(guò)260萬(wàn)年，鐵-60的數(shù)量就會(huì)減少（衰變掉）一半，而目前地球的年齡是大約45億年，可見(jiàn)即使一開(kāi)始地球上有鐵-60存在，到現(xiàn)在也都衰變完了。
然而有趣的是，科學(xué)家利用非常靈敏的加速器質(zhì)譜技術(shù)，在太平洋海底的巖石表層里面居然發(fā)現(xiàn)了微量的鐵-60同位素的存在（每個(gè)樣品中發(fā)現(xiàn)了約幾十個(gè)鐵-60原子）。而且這些鐵-60原子并不是均勻分布在這些巖石樣本中的，而是只存在于某一特定深度下，這就引起了科學(xué)家們的極大興趣。
我們知道，海底巖石中不同深度的樣本記錄了不同年代的考古學(xué)信息，就像樹(shù)的年輪一樣，記錄了不同年份的氣候情況。既然這些鐵-60原子不可能來(lái)自于形成地球的“原材料”，那么它們又是哪來(lái)的呢？又為什么會(huì)出現(xiàn)在地球上呢？
目前最合理的解釋是，地球上所發(fā)現(xiàn)的這些鐵-60是來(lái)自于很久以前地球附近發(fā)生的某次超新星爆發(fā)事件?？茖W(xué)家通過(guò)分析鐵-60原子在樣本中出現(xiàn)的深度信息發(fā)現(xiàn)，該超新星爆發(fā)事件出現(xiàn)在大約3百萬(wàn)年以前。 無(wú)獨(dú)有偶，科學(xué)家們分析了上個(gè)世紀(jì)阿波羅號(hào)探月飛船帶回來(lái)的月球表面樣本，也同樣發(fā)現(xiàn)了鐵-60的痕跡，因此地球附近發(fā)生過(guò)超新星爆發(fā)的猜想得到了進(jìn)一步的證實(shí)。
海底巖石樣本中不同年代（深度）處鐵-60的含量
鐵-60的合成
好奇的小伙伴可能會(huì)問(wèn)，鐵-60是怎么產(chǎn)生的？它們又是怎么跑到地球上的呢？
這個(gè)，故事還得從頭說(shuō)起。在恒星形成的時(shí)候，形成它的“原材料”中就有微量的鐵元素，這些鐵元素的成分和我們?nèi)粘Ｉ钪械蔫F類似，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(huì)吸收一個(gè)中子，變成鐵-59。而鐵-59則有兩條路可走：一是通過(guò)β衰變變成鈷的同位素鈷-59；二是它會(huì)再吸收一個(gè)中子變成鐵-60。這樣在恒星中就實(shí)現(xiàn)了鐵-60從無(wú)到有的奇妙變化。
當(dāng)恒星演化到最后階段時(shí)，它會(huì)通過(guò)超新星爆發(fā)向宇宙中噴撒出大量物質(zhì)，其中就包括鐵-60同位素。如果這個(gè)超新星爆發(fā)事件距離地球足夠近的話，有些鐵-60原子就會(huì)飄落在地球上，最終在3百萬(wàn)年之后被科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)。
細(xì)心的小伙伴可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然鐵-59有兩條路可走，但只有其中一條路會(huì)才變成鐵-60，另一條路是通往鈷-59的。那么鐵-59到底更喜歡走哪條路呢？萬(wàn)一它更喜歡變成鈷-59怎么辦？那豈不是就不會(huì)有鐵-60了嗎？
為了回答這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)精確測(cè)量鐵-59的β衰變速率以及它吸收中子的速率，通過(guò)比較二者的速率大小，就可以確定鐵-59走這兩條路的分支比，這樣我們才能更清楚的知道地球上這些天外來(lái)客鐵-60到底是哪來(lái)的，它們的故鄉(xiāng)距離地球到底有多遠(yuǎn)，甚至確定它們是來(lái)自天上的哪顆星星。
該項(xiàng)研究?jī)?nèi)容吸引了天文學(xué)家，天體物理學(xué)家及核物理學(xué)家濃厚的研究興趣，也是目前國(guó)際上的研究熱點(diǎn)之一。
從鐵-58到鐵-60的合成過(guò)程示意圖
超新星爆發(fā)對(duì)地球的影響
此外，3百萬(wàn)年前，那顆超新星爆發(fā)后，來(lái)光顧我們地球的可不僅僅是鐵-60哦，還有各種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(dǎo)致大氣上層的氮?dú)馀c氧氣發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)氮氧化物，最終導(dǎo)致臭氧層減少，使得地球上的生物受到強(qiáng)烈的紫外線照射；同時(shí)來(lái)自超新星的輻射還會(huì)引起大氣層的電離，可能導(dǎo)致雷電和其他一些列效應(yīng)，這對(duì)當(dāng)時(shí)地球的生態(tài)環(huán)境和全球氣候肯定是造成了不小的影響。
有趣的是，大約在同一時(shí)期（250萬(wàn)年以前），全球氣候也發(fā)生了劇烈變化，由較暖的上新世過(guò)渡到了較冷的更新世（亦稱冰川世），而人類也隨之出現(xiàn)。雖然目前我們尚不能確定超新星爆發(fā)和更新世的出現(xiàn)是否存在聯(lián)系，但這無(wú)疑是一項(xiàng)非常有意思的研究。
超新星爆發(fā)影響全球氣候
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
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