PDF《超新星中微子》

33 中微子研究与进展

27 卷第

6 期(总162 期)超新星中微子 黄明阳 1,2 ? 胡立军

3 ? 郭新恒

4 (1 中国科学院高能物理研究所 100049;

2 东莞中子科学中心 523803;

3 沧州师范学院机械与电气工程学院 061199;

4 北京师范大学核科学与技术学院 100875)

一、超新星中微子发展史 根据中外天文学史专家对东方、阿拉伯和欧洲 大量古代记载的分析,在望远镜发明之前,人类历史 上记录可靠的超新星共有七颗,它们出现的时间和 星座分别为:185 年在半人马座、393 年在天蝎座、

1006 年在豺狼座、1054 年在金牛座、1181 年在仙后 座、1572 年在仙后座、1604 年在蛇夫座.

这七颗超 新星在我国均有记载.公元

185 年超新星(SN185) 是人类历史上记载最早的超新星,全世界唯一的资料 记录在我国的《后汉书 ? 天文志》中.公元

393 年超 新星出现在东晋孝武帝太元年间,也只有在我国有记 载.公元

1006 年超新星是历史上记载最明亮的一颗, 在我国、日本、朝鲜、阿拉伯和欧洲均有记载.公元1572 年超新星是由著名天文学家第谷在欧洲观测 到的,他做了大量精细的相关研究,因而这颗超新星 后来被命名为第谷超新星.公元

1604 年,著名天文 学家开普勒在天空中发现和记录一颗肉眼可见的超新 星,这是地球上首次记录超新星爆发产生的高能宇宙 云,这颗超新星后来被命名为开普勒超新星.

19 世纪,由于天文望远镜的发展,人们发现超新 星的区域从银河系扩大到其他星系,这为宇宙距离的 测量提供了新方法.

20 世纪上半叶,随着天体物理学家在理论与探 测实验方法上的不断推进,超新星天体物理学取得 长足的进展.1930 年,天体物理学家钱德拉塞卡(S. Chandrasekhar)经过精确的计算得到白矮星质量的钱德 拉塞卡极限.1932 年,理论物理学家朗道(L. Landau) 给出钱德拉塞卡极限的定性推导,提供有关超新星爆发 的最初理论依据.20 世纪三四十年代,天文学家巴德 (W. Baade)和兹维基(F. Zwicky)给出超新星这一现 代通用的科学学名.1941 年,天文学家闵可夫斯基(R. Minkowski)根据超新星光谱中是否存在氢吸收线,将 超新星分成Ⅰ类和Ⅱ类.最近几十年,物理学家发展了 很多不同类型的超新星模型,同时关于超新星在恒星演 化过程中的作用与影响的研究也在逐渐完善.

1966 年,天体物理学家柯盖德(S. Colgate)和怀 特(R. White)发现中微子可能在超新星的核坍塌爆 炸中起着关键作用,它们带走绝大部分超新星的引力 束缚能,剩余能量则储存在恒星的剩余部分.1985 年, 天体物理学家威尔逊和核物理学家贝特提出超新星震 荡波机制,在这个机制中,由于中微子加热,使震荡 波在延迟几百毫秒后有足够的能量,重启向外延伸的 震荡,最终使得超新星得以爆炸.1995 年,天体物理 学家乌斯里和韦弗利用计算机模拟给出了不同质量恒 星结构的详细物质分布,这对研究超新星结构有促进 作用.进入

21 世纪,随着大型计算机的发展,很多研 究小组正在对超新星的结构、爆发机制及中微子的产 生进行二维和三维的蒙特卡罗模拟,这不但加深了人 们对超新星结构的理解,也从中发现更多的超新星中 微子效应,对于超新星中微子的研究具有深刻的意义.

1987 年2月23 日,一位加拿大天文学家在大麦哲 伦星云中发现了一颗