丢失的质量去了哪里?6500光年外的一个谜

丢失的质量去了哪里?6500光年外的一个谜

蟹状星云的多波段复合图。

公元1054年,古代人类发现天空中平白无故多出了一颗星,这是一颗十分明亮的星,即便在白天也能看见。

700多年后,人类拥有了望远镜,他们在这颗星原来出现过的地方,发现了一团模糊的光晕,并管它叫蟹状星云。

天文学家告诉我们,诞生时质量在太阳8至15倍以上的恒星非常短命,其结局也注定和太阳不同。只消几百万年,它的氢燃料就会耗尽。

但此时它们内部的温度和压力仍然极高,在那样的环境中,一系列聚变反应会自然而然地发生,把上一阶段产生的较轻元素聚变成较重的元素。

核聚变元素锻造机的合成能力是有尽头的。元素越重,聚变所取的温度和压力就越高。一旦重元素无法在现有条件下继续生成,聚变就会停止。不再产生辐射能的恒星会崩溃,向内挤压,许多非常重的元素会这个崩溃的过程中形成。而恒星内核的大部分,会被压缩成一个由致密的球体,外层物质会被迅猛地抛向宇宙空间。

古代人类在天空中目睹的,就是这样一个过程的最终结果。

该事件的第一现场距地球约6500光年。假如离地球更近一些,比如只有50光年,那么今天地球上的所有生命早就灭绝了。

超新星的光辉褪去后,天空中会留下一团由多种元素构成的残骸,它会以非常快的速度膨胀。虽然超新星爆发只过去了1000多年,蟹状星云的直径却已经达到了11光年,而且至今还在以每秒1500公里的速度扩张着。

星云中央是一颗高速自旋的中子星,它是原有恒星的内核。其自旋速度可以达到每33毫秒一圈。中子星产生的磁场是宇宙间最强的磁场之一,同时也会产生全波段辐射,但主要集中在X射线波段上。

星云中的元素受中子星辐射的影响,会依照各自的特性发光。通过光谱分析,我们可以看到这些元素在星云内的分布情况,看清星云的结构。

这张NASA最近公布的蟹状星云照片,结合了射电、红外、可见光、紫外线和X射线等波段上的数据。它精细地解析出了蟹状星云的内部结构,但同时却又再现了一个令人疑惑的结果。

当人们把通过光谱分析算出的物质总量相加后发现,它们只相当于2至5个太阳。星云中心的中子星质量不会超过2个太阳质量。即便以最高值将二者相加,也无法达到8倍于太阳质量的超新星爆发下限。

那么那些丢失的质量去了哪里呢?

  

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