超新星爆发的机理是什么？
同样是超新星爆炸，其实也有很大的不同，主要体现在恒星的质量之上。要了解这些之前，我们先搞清楚恒星以及它们的燃烧机制。恒星的燃烧机制恒星的燃烧机制和我们平时烧个东西是两码事。恒星内部的燃烧机制是核聚变反应。这是由于恒星的质量都比较巨大，比如太阳，太阳占据整个太阳系质量的99.86%。巨大的质量就会产生巨大的引力。
太阳的中心就会因为引力的原因，被压得温度特别高。太阳内核的温度可以达到1500万度。 我们都知道，高温高压下，物体的状态会发生变化，通常有固态、液态、气态。但是达到像恒星内核的温度时，物质不再是这三种状态了，而是等离子体。说白了，就是里面没有完整的原子结构，而是电子和原子核到处乱动。按理说，原子核是带正电的，所以原子核之间会受到库伦斥力的排斥，不容易发生反应。
我们在引爆氢弹时，通常是利用原子弹产生的高温来引爆氢弹的核聚变。虽然恒星的内部温度都很高，但距离引爆核聚变反应还有一些距离。好在有量子隧穿效应的存在，就会有一定的概率发生核聚变反应，这个概率是极其低的。一对氢原子核要10亿年才有可能发生一次核反应。但因为恒星巨大，粒子数够多，才可以引发恒聚变，但速率并不会太快。
因此，恒星内部进行的是“温和”的核聚变反应，不会像氢弹那样一下子全炸了。宇宙中元素的丰度，70%左右都是氢，剩余的大部分是氦，只有不到1%是其他元素。因此，构成恒星的主要都是氢和氦。一开始的核聚变都是氢核聚变，氢核也就是质子。有两个反应链，一个叫做质子-质子反应，一个叫做碳氮氧循环。整个过程都是氢核通过核聚变反应生成氦-4核。
恒星的死亡根据恒星的质量不同，恒星的一生也会非常的不同。质量只有0.08个太阳质量~0.5个太阳质量的红矮星，一生只能文火慢炖，主序星时期很久很久，氢烧完之后，由于引力不足以让温度进一步升高引发氦的核聚变，因此，氢烧完后只能等着凉凉，最后成了黑矮星。而质量更大一点的恒星，比如：质量在0.5~3倍太阳质量的恒星，就会比红矮星更进一步，在引力的作用下，点燃氦的核聚变反应，生成碳、氧。
变成一颗红巨星，氦烧完之后，引力对核心作用产生的温度不足以引发碳、氧核聚变反应，它们的最终宿命就是一颗白矮星。质量再大一些的恒星，比如：3-8倍的太阳质量的恒星。它们在末期还能够引发碳、氧核聚变反应，生成镁、硅、磷、硫等。其中碳的核聚变反应速度就超级快的，可以说是一闪而过，连一秒都用不到，整个过程被我们称为碳闪。
因为碳的燃烧速度是在太快，所以，此时恒星的外壳会被炸开，这就是Ia超新星爆炸的一种。在爆炸的过程当中，恒星的物质会被抛洒到太阳当中。如果恒星的质量比较小，那只留下一个质量很小的内核，最后形成白矮星；如果恒星的质量比较大，就会炸得啥都不剩。在这种情况下，还有另外一种更常见的，这个恒星旁边有一颗伴星，当它形成白矮星时，而伴星发展到红巨星，这时候主星就会通过引力将伴星的质量吸积到自己身上，获得了多余的质量之后，达到引爆超新星爆炸的条件，于是就炸开了。
当然，上面这些还不是最猛的。更猛的是质量大于8倍太阳质量的恒星。它们不会发生碳闪，而可以让燃烧碳进行得很平稳，碳燃烧完之后产生镁、硅、磷、硫，氖，钠等，这时候这些恒星的内核一般都能达到10亿度左右，而氧燃烧生成硅、磷、硫。后来，当碳氧烧完之后，在引力作用下，内核继续升温，达到20亿度时，会继续燃烧镁、硅、磷、硫，氖，钠等原子核。
继续下去，温度达到35亿度时，就会光裂变反应硅燃烧。紧接着硅燃烧的产物还会和氦聚合成更重的原子核。最后，会产生铁。不过这里补充一句，很多人以为此时恒星内部只有铁，其实这并不对，其实此时还有少量的钴、镍、铜、锌元素。所以，这些恒星内部是存在比铁原子序数更大的原子核。而铁原子核是比结合能最大的元素，它的核聚变不仅需要外接提供能量，而且产生的能量很少。
因此，到了“铁”这里就基本上到头了。而此时，这类恒星的温度还会进一步上升，当达到40亿度时，光子就会获得特别高的能量，然后传到铁原子核内部，将铁原子核击碎，并释放出大量的质子和中子，质子遇到电子后，就会发生结合成中子，释放出中微子。由于引力特别大，因此这些物质在引力的作用下迅速坍缩，核心要么成了一个中子星要么就是黑洞。
超新星爆炸可以有多恐怖？
超新星可谓是宇宙中最高能的极端事件之一，这种事件的起因有两种，一种是来自大质量恒星的死亡，还有一种是来自白矮星吸收伴星的物质而使自身质量达到钱德拉塞卡极限。不管是哪种起因，最终都会释放出极其巨大的能量。典型的超新星爆发释放出的能量可达10^44（1万亿亿亿亿亿）焦耳，要知道太阳在100亿年的时间里通过核聚变反应也只能释放出这么些能量。
太阳的质量太小，当它寿终正寝时并不会爆发为超新星。假如太阳是颗最终会演变为超新星的大质量恒星，那么，距离太阳最近的四颗行星都会被完全摧毁。这种极端能量可以使地球完全毁灭200次，使火星完全毁灭1000次。而对于更远一些的木星，虽然它能避免毁灭，但外层很有可能会被完全剥离，只剩下一个核心。此外，假如与地球相距50光年的范围之内有恒星爆发成超新星，并且我们正处于伽马射线暴的路径上，这种情况足以引发地球上的物种发生大规模灭绝。
不过，幸运的是，在这么近的距离之内并不存在具有威胁的大质量恒星。超新星属于比较罕见的事件，银河系中每百年也只会出现两三起。但宇宙中的恒星数量很多，天文学家每天都能在其他星系中发现超新星。以现有的观测技术，我们在地球上无法观测到遥远星系中的某颗恒星。但超新星爆发的亮度极高，可以在短时间内闪耀宇宙，亮度能够超过整个星系，所以我们可以观测到极度遥远的超新星。
当猎户座参宿四发生超新星爆发时会发生什么？
晴朗的夜晚，在满天的星光中，猎户座是最容易辨认的星座了，一年四季我们都能在南边的天空中看到它，对它上面的每一颗星也都很熟悉，其中它左肩上的红色亮星就是参宿四，它也是全天第9亮星，可以说抬头可见，在冬季的夜晚，它与大犬座的天狼星、小犬座的南河三组成冬季大三角。不过在天文学家们看来，参宿四也是我们最熟悉的星体中最有可能发生超新星爆发现象的一颗。
在我国传统星相学中，参宿四为参宿第四星，西方称它为又称猎户座α星或者猎户座一等星，如今的参宿四正处于红超巨星阶段，体积膨胀到近乎疯狂的阶段，直径相当于太阳的900倍左右。如果它位于太阳系的中心，它的表面会超越小行星带，抵达或超越木星的轨道，像我们熟悉的水星，金星，地球，火星等都只能在它肚子里运行，体积达到了太阳的7亿多倍，然而它的质量只在太阳的14~20倍之间。
参宿四是我们最为熟悉的恒星之一，也是最有可能发生超新星爆发的恒星之一。超新星爆发是一种恒星爆炸现象，会释放出极强的能量。像参宿四这样质量的恒星的寿命只有几千万年，如今的它已经走向了生命的末期，谁也不知道它会在哪天发生超新星爆发现象，根据已有的天文观测来看，参宿四正在周期性地改变它的形状，其光度和角直径会随着波长改变，天文学家们还发现参宿四有一些复杂的、不对称的包层，会从表面向外排出庞大的冠羽状气体，甚至有证据指出在它的气体包层内应该有一颗伴星环绕着，也就是说这个伴星正在参宿四的肚子里运行，正是它加剧了这颗恒星古怪的行为。
参宿四距离地球大约为640光年或者723光年，这个距离在天文学生并不遥远。未来的某一天，参宿四将会发生超新星爆发现象，之后核心形成一颗中子星，届时它将变得极为明亮，比人类已知的所有超新星爆发都要明亮，因为它的距离更近，预估其亮度会超过满月的亮度，这种亮度至少会持续数月之久，之后光度将渐渐变暗，数年后其光度将和其他的星体差不多，之后处于变暗的过程中，但仍然可以一直看到它。
超新星爆发是恒星最为巨大的能量释放，那么参宿四的超新星爆发会影响我们地球上面的生态环境和生命物种吗？这方面应该是不用担心的，六七百光年的距离还是足够遥远的，一般认为超新星爆发只能影响半径50光年内的生命星球，其伽马射线暴影响的距离会远一些，但是目前来看地球并不处于其伽马射线暴经过的路途上，即便是经过的话，如此遥远的距离上也是不会造成多大影响的，所以大可放心。
如果猎户座参宿四发生超新星爆发，会影响地球吗？
参宿四是我们最常见的恒星之一，它就是猎户座左肩膀上那颗明亮的大星（猎户座α星），晴朗的夜晚抬头可见，夜幕中恒星亮度表上排第10位，其名称源于它是我国古代参宿第4星，仔细看的话会发现它的颜色泛红，这是因为它是一颗红超巨星，在如今的时节，它正与大犬座的天狼星、小犬座的南河三组成冬季大三角，晴朗的夜空中向南方的天空望去，它们非常的显眼。
看上去参宿四只是个小星体，然而实际上它的体积是我们太阳体积的16亿倍，因为它距离我们约640光年，所以看上去就非常小了，如果把它放到我们太阳系的中心，那么它的边缘会在小行星带之外，有时甚至将吞并木星，像水星，金星，地球，火星只能在它肚子里运行。虽然参宿四的体积如此巨大，但是它的质量却并不是特别大，大概在太阳质量的18~23倍之间，表面温度为3200多摄氏度，光度为太阳的7万倍，但是这颗恒星已经进入到了它的晚年时代，如今的它已经是一颗脉动变星，其体积时大时小，直径在太阳的1100~1200倍之间变化，亮度在0.06至0.75等（视星等）之间变化，变光周期为5.5年。
如今的参宿四星体状态很不稳定，天文学家们认为它已经进入了生命的末期，虽然它的诞生不过才1000万年左右，只是太阳年龄的1/50，但是如今的它随时都有可能来一场壮观的超新星爆发，光度陡然增加10~100万倍，届时它的亮度将直追满月的亮度（视星等-12.5等），用它的光辉将可以看到书上的字迹，而且在白天也能看到它，这样的光度持续时间至少会有好几个月，然后它就逐渐变暗直至消失，中心很可能是形成一颗中子星，而外围的气态物质最终将成为一片星云。
超新星爆发是一种破坏性极大的恒星爆炸现象，其一瞬间释放的能量比恒星一生释放的核聚变能量都要多，如果它附近有生命星球环绕运行的话，那么将会在一瞬间被它的强大能量所摧毁，甚至连整个星球都有可能被汽化掉。那么参宿四超新星爆发的时候，会影响到我们的地球和太阳系吗？基本上是不可能的，因为参宿四距离我们有640光年，它的强光不可能穿越这么长的距离仍然具有杀伤力，一般认为超过50光年的距离就不再具有破坏性了，参宿四距离我们远远超过这个距离，但是它的伽马射线暴却是宇宙中能量最强的射线，如果直射地球的话还是会有一定的破坏性，比如破坏地球的臭氧层等，但是观测发现它的自转轴倾角与地球在20度左右，说明他将来产生的伽马射线暴应该也不会直射地球，所以可以认为春秋是的超新星爆发，并不会对我们的地球和太阳系造成不良影响。
1987年大事件中的超新星爆炸对地球有什么影响？
我们生存的宇宙危机四伏，黑洞合并、中子星碰撞或在我们的银河系附近超新星大爆炸中，无不威力难以想象，每个都能轻易摧毁太阳系，轰动小宇宙，摸摸小心脏，真庆幸我们还活着。很久以前，在一个遥远的星系——确切地说是NGC 4993——两颗中子星相撞，产生了一场壮观的光秀。数十亿年来，两颗退化的恒星慢慢地围绕彼此旋转，在最后时刻，这两颗恒星围绕彼此旋转了数千次，最后以光速的很大一部分撞在一起，很可能会形成一个黑洞。
合并如此激烈，以至于震动了宇宙，释放出大约2亿个太阳的能量，作为时空结构中的扰动，称为引力波。这些波像池塘上的涟漪一样从合并中传播出去，最终冲刷地球——并让我们星球上首款由美国制造的重力波探测器LIGO和欧洲建造的处女座天文台发现。然而，引力波并不是合并的唯一产品。这次事件还发射了电磁辐射——也就是光——这标志着天文学家首次成功捕获了引力波和来自单一光源的光。
合并后的第一道光是短暂的、辉煌的伽马射线爆发，这可能是美国宇航局费米伽马射线太空望远镜发现的黑洞的诞生声。几个小时后，天文学家使用地面望远镜探测到了合并产生的更多光——所谓的“超新星”——合并产生的碎片膨胀并冷却。几周以来，世界上许多天文学界都在注视着它慢慢从视野中消失。当天文学家在不同波长的光中研究合并的后果时，他们看到了无数重元素瞬间形成的迹象。
天文学家早就预测合并中子星可能是形成元素的原因，比如金和钛，这些富含中子的金属在恒星中是未知的。他们从合并的千诺瓦的变化中看到的大多数情况都与这些预测相符，尽管没有人确切地看到合并会以任何方式喷出金子。即使从它估计的1.3亿光年的距离上看，这个事件也是巨大的、明亮的和光荣的。基于中子星的稀有性——更不用说那些碰巧合并的中子星了——我们不太可能看到这样的显示离我们很近。
但是让我们想象一下，如果我们可以——如果它发生在银河系或者它的几个卫星星系之一。或者，佛祖保佑，在我们附近的恒星区。我们会看到什么？这对我们的家乡会有什么影响？环境、文明，甚至人类，会完好无损地出现吗？尽管强大到足以震动宇宙，但即使是附近两个大黑洞合并产生的引力波也几乎看不到，因为震动在微观尺度上表现出来。
(然而，如果气体、灰尘或任何其他物质非常接近合并的黑洞，天文学家可能会在这种坠落的物质坠入黑洞时看到它发出的光。)“对我来说，令人惊讶的是，你可能离碰撞的黑洞如此之近，甚至像太阳系外一样近，你甚至不会用眼睛注意到时空的延伸，你仍然需要一个仪器来观察或测量它。 "相比之下，来自我们星系中中子星合并的千新星可能会非常引人注目。
冈萨雷斯说，它可能会突然出现在天空中，成为一颗明亮的恒星，LIGO也能清晰地探测到。LIGO听到的引力波不会持续几秒钟，而是会持续几分钟，甚至几个小时，因为中子星在最终结合之前会越来越紧密地盘旋在一起。然而我们也可能会错过看到附近中子星合并及其后续超新星的大部分光线。这样大的发光事件最终可能会被灰尘和其他恒星遮住——至少在可见光和红外波段是这样。
换句话说，天文望远镜在无线电或X射线等波长下可能会瞥见附近的一颗新星，光学天文学家可能会错过。曾经有超新星——至少在过去100年左右的时间里，我们知道在我们的星系中有超新星——我们根本没有看到爆炸，我们只是看到了爆炸后留下的东西。一千颗超新星，就其所有的冲力而言，只是一颗典型超新星亮度的一小部分。尽管如此，天文学家对银河系内部或周围的任何恒星灾难的反应可能会很快。
毕竟，有超新星1987A的例子需要考虑。顾名思义，超新星1987A发生在1987年，在一个叫做大麦哲伦星云的矮星系中展开。一颗大约是太阳质量八倍的恒星自行坍塌，并把它的气体外壳送入星际空间，在坍塌成中子星或黑洞之前，形成一个由重元素和其他碎片组成的星云。它仍然是现代天文学家在附近唯一见过的超新星。1987年观测超新星的全球运动，重点是天文学家如何在互联网还处于萌芽状态的时候组织和执行他们的观测。
第一次发现这颗超新星的人必须给任何人打电话，告诉他们这件事正在发生，他们在附近的天空中看到了这颗超新星。他们给人们发了这些通知——信件和其他东西——然后每个人都可以去他们的望远镜指向它。几个月来，世界各地的天文学家利用几乎所有可用的望远镜仔细观察了这一事件。每个人都想确保尽可能多的望远镜能看到它。超新星1987年的观测活动涉及数千名合作者。
但并不是所有人都分享了在科学文献中发表的众多研究成果中的任何一项的共同创作的荣耀。因此，没有真正的参与人数。计算最近中子星合并的合作者要容易得多——大约3000人 67篇论文的作者，估计占整个天体物理学领域的15 %。像超新星1987A这样的另一个事件，有多少天体物理学家会获得学分的问题，在很大程度上取决于这个事件会有多接近。
如果超新星1987A发生在离地球更近的地方——例如在附近的一颗恒星周围——关键的不确定性可能不是有多少科学家观察到了这一事件，而是有多少科学家观察到了它幸存下来这一事件。根据一项2016年研究，离地球近50光年的超新星可能对地球生物圈——包括人类——构成迫在眉睫的威胁。这一事件可能会给我们带来如此多的高能宇宙辐射，从而引发行星大规模灭绝。
研究人员已经初步将过去物种灭绝率激增和生物多样性急剧下降的情况与假设的天体物理事件联系起来，至少有一次，他们甚至发现了附近超新星是罪魁祸首的确凿证据。两千万年前，一颗距离地球325光年的恒星爆炸了，放射性铁微粒喷洒在地球上那最后在深海沉积在海底。研究人员推测，这一事件可能引发了冰河时期改变了进化过程和人类历史。
过去(和未来)天体物理学灾难对地球生物圈影响的确切细节不仅取决于它们的距离，也取决于它们的方位。例如，超新星有时会向四面八方散发能量——这意味着它并不总是一个非常有针对性的现象。合并后的黑洞预计几乎不会发出任何辐射，这使得它们对附近的任何生物圈都非常无害。然而，新星有着不同的物理意义。中子星的半径只有几十公里，而不是像典型的恒星那样有几百万公里。
当这些密集的物体合并时，它们往往会产生从两极喷出伽马射线的射流。它对我们的影响很大程度上取决于是否直接指向我们。根据它到地球的距离和方位，如果直接指向我们，可能会发生巨大的变化。我们可能不会看到他们来。超新星大爆炸产生伽马射线——难以置信的高能光子，根据定义，它以光速移动，是宇宙中任何物体能移动的最快速度。
因为没有其他东西可以移动得更快，所以这些光子会先击中，而且没有任何预警。接下来，当来自超新星大爆炸的可见光遇到我们的星球时，天空会变得异常白。远远落在光线后面的将是从千新星中射出的移动速度较慢的物质——重元素的放射性粒子，对地球进行足够数量的“喷砂处理”，仍可能造成致命的打击。那是如果超新星大爆炸接近了——在50光年之内，在更安全的距离上，伽马射线仍然会烧焦对面半球的臭氧层，但是另一侧会被地球的体积所遮挡。
大多数辐射发生得很快，所以地球的一半会被隐藏起来，仍然会有短暂的眩目之光。几周内，一颗新的恒星会在天空中明亮燃烧，然后逐渐消失在黑暗中。不要让这一切让你晚上睡不着觉。超新星1987A大爆炸是相对罕见的宇宙现象，估计在银河系这样的星系中每10000年发生一次。这是因为超新星产生的中子星几乎从来没有成对出现。
通常，中子星会从其形成的超新星中受到巨大的“冲击”；有时冲击足够强，足以将中子星完全从其星系中射出，以高速无限期地穿过宇宙。“中子星诞生时，它们通常是高速运动的。我们所知道的银河系中的双星离合并还有数百万或数十亿年的时间。中子星的任何局部合并都会让地球人大吃一惊，因为这些事件非常罕见，天文学家甚至可能根本看不到由此产生的千新星。
但是，如果真的发生了，比如说在银河系的一个卫星星系中，这将是一个很好的理由，可以跑向望远镜来见证一颗短暂而明亮的新“恒星”的闪光将几乎不存在，我们这一代天文学家将会有他们自己的超新星1987A来解答。这是一生中一次的事件。因此需要用世界上所有的天文资源来跟踪类似的事情。我们必须记住，要超越最初的爆炸思考。
恒星在生命的尽头，爆炸后所喷发出的物质是以什么形态存在的？
恒星死亡并爆炸所喷发的基本是两种东西，一种是能量，一种是物质。物质主要是电离态的原子，根据恒星质量的不同，包含铁之前的各种元素。这其中氢，氦，氧居多，碳其次，其他元素都比较少。而比铁更重的原子是在超新星爆炸的冲击波中形成的，并不是在恒星内部。恒星生命周期内由于内部的有向外的支撑力存在，并不会将原子压碎，只会聚变。
但恒星一旦爆炸之后，支撑力消失，任何力量都无法阻挡引力的力量，届时根据恒星的质量会形成由原子组成的褐矮星白矮星，或者由压碎的原子组成的中子星，又或者是不知道啥玩意儿组成的黑洞。另一部分就是喷射而出的能量，比如中子星中的脉冲星，会长期释放大量的伽马射线暴…… 其他如白矮星虽然不会爆炸只会膨胀，但也会释放巨大的能量。
恒星非常巨大，即便终其一生，也很难全部聚变所承载的氢原子，导致恒星发生超新星爆炸的根本原因并不是氢原子耗尽，而是内外压力失衡，氢原子减少，内部支撑力不在足以支撑恒星的形态，故而向内坍缩。坍缩的同时又会释放更多的能量，形成更大的压力，所以才有了超新星爆炸。所以即便在超新星爆炸发生的时候，恒星仍旧有一定量的氢原子存在。
超大质量恒星爆炸后形成的星云，会成为第二代恒星孕育的场所。比如我们的太阳就是第二代恒星，也是前一代恒星爆炸的产物。只有在超大质量恒星的残骸中，才会含有丰富的元素去构成类地行星，甚至生命。另一种情况是双星，甚至多星系，一个恒星燃烧殆尽之后，爆炸残骸会被另一个恒星吸收，而第二个恒星死亡时，爆炸的残骸又会被前一个恒星剩下的白矮星吸收，第一颗恒星就会复活。
太阳系附近是否存在有可能造成超新星爆炸的恒星？是否会影响地球？又有多大影响？
天文学家在太阳系周围10光年的宇宙空间内发现了10颗恒星，分别是半人马座三星α星A、α星B、α星C（比邻星）距离地球在4.22光年左右，巴纳德星距离地球6光年，沃尔夫359星距离地球7.8光年，拉兰德21185星，距离地球8.3光年，鲸鱼座UV星，距离地球8.4光年，天狼星A和天狼星B构成的双恒星系统距离地球8.6光年，ROSD154星距离地球9.5光年。
这十颗恒星的状态也都不一样，其中半人马座A和B都是和我们的太阳差不多的恒星，半人马座C比邻星是一颗红矮星，目前的情况来看这三颗恒星是不会超新星爆发的。在宇宙中只有8倍太阳质量以上的恒星在生命末期才会发生超新星爆发，这是由于大质量恒星在演化末期核心区铁-56积攒的太多了，恒星便会在极短的时间内爆发出巨大的能量最后暴亡在宇宙中。
太阳系周围10光年内并不存在有资格进行超新星爆发的恒星，而超新星爆发的安全距离是50光年，现在最有可能发生超新星爆发的恒星是640光年外的参宿四，所以我们的地球并不会受到超新星的威胁。公元1066年4月30日宋朝司天监周克明发现了豺狼座的SN 1006出现了超新星爆发，现代天文学家估测当时的超新星视星等达到了-9几乎和满月相当，也就是说在1066年的春天，地球的天空中除了月亮之外还有一颗明亮的超新星，古人甚至能在夜晚用超新星的光芒看书。
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