极超新星

极超新星（英语：superluminous supernova 或 hypernova）也称为骇新星，是超新星的一种，是年老的特超巨星在临终前的爆发。这种超新星的威力比起一般的超新星要大得多，剩下的核心会直接塌缩为黑洞，在黑洞自转的两极会以接近光速射出高能量等离子体，充满着伽玛射线，成为科学家认为伽玛射线暴的可能源头之一。透过近几年的多项观测结果，人们对伽马射线暴的了解增多。

海山二，位于船底座，是最接近极超新星的候选者之一。

1990年代，极超新星是指爆炸能量相当于100倍超新星爆发。现在则将所有极超巨星发生的爆发全部归入极超新星的范畴^[1]。

又由于会演变为黑洞的超巨星的数量极少，极超新星爆发的现象也同样极少，天文学家预测在我们的银河系内，平均每两亿年会出现一颗极超新星。^[2]

历史

在1980年代，“极超新星”一词被天文学家用来描述一种理论上的超新星，现在则被称为不稳定对超新星。它的爆炸能量远超过典型核心坍缩的超新星。该术语以前曾用于描述来自不同事件的恒星爆炸类型，例如超星、早期宇宙中的第三星族恒星或黑洞合并等爆炸。

1997年2月，荷兰-意大利卫星BeppoSAX卫星发现GRB 970508来自60亿光年外的一个微弱星系。天文学家借由分析GRB 970508及其宿主星系的光谱数据，于1998年认为是极超新星所引起。 同年，波兰天文学家玻丹·帕琴斯基详细地假设极超新星由快速旋转的恒星所产生。

从20世纪后期开始，极超新星一词已经被认定是那些散发异常巨大能量的超新星。天文学家观测到的第一颗极超新星是SN 1998bw，其光度比标准Ib型超新星高出100倍。这颗超新星是第一颗与伽马射线暴相关的超新星，它产生的冲击波能量比普通超新星高出一个数量级。

2023年，高能量非类星体瞬变事件AT2021lwx的观测结果发表，其辐射范围从中红外线到X射线，总能量高达1.5×10⁴⁶焦耳。该天体并非超新星，很可能是一团巨大的气体云被一个巨大黑洞吸收。兹维基瞬变设施为AT2021lwx事件随机命名为“ZTF20abrbeie”。

属性

天体物理模型

塌缩星模型

坍缩星模型描述了一种产生引力坍缩天体（或黑洞）的超新星。 “坍缩星”是“坍缩恒星”的缩写，以前指恒星引力坍缩的最终产物─恒星质量的黑洞。现在，该词有时也用于指代快速旋转恒星坍缩的特定模型。当核心质量至少约为太阳质量15倍的恒星发生核心坍缩时—尽管化学成分和自转速率也很重要—爆炸能量不足以抛射出恒星的外层，它会坍缩成黑洞，不会产生可见的超新星爆发。

核心质量略低于这一水平的恒星（在5–15 M_☉范围内）将发生超新星爆炸，但大部分抛射出的质量会回落到核心残余物上，以至于它仍然会坍缩成黑洞。如果这样的恒星自转缓慢，就会产生一颗暗淡的超新星；但如果恒星自转够快，回落到黑洞的过程中就会产生相对论性喷流。这些强大的喷流冲破恒星物质，产生强烈的冲击波，新形成的56Ni产生的强劲风吹散吸积盘，引发超新星爆炸。喷出的56Ni放射性衰变使可见的爆发比标准超新星爆发明亮得多^[3]。喷流也会直接向外发射高能粒子和伽马射线，从而产生X射线或伽马射线暴；这些喷流可以持续数秒或更长时间，与长时间伽马射线暴相对应，但它们似乎无法解释短时间伽马射线暴^[4][5]。

二元模型

Ic型超新星的剥离前身星（一种缺乏显著氢或氦的碳氧恒星）的产生机制曾被认为是极大质量恒星，例如WO型沃尔夫-拉叶星，其稠密的恒星风将其所有外层都驱散。观测未能发现任何此类前身星。目前尚无定论表明这些前身星实际上是不同类型的天体，但一些案例表明，质量较低的“氦巨星”是前身星。这些恒星的质量不足以仅靠恒星风将其包层驱散，它们会透过质量转移至双星伴星而被剥离。氦巨星越来越被认为是Ib型超新星的前身星，但Ic型超新星的前身星仍不确定^[6]。

一种可能产生伽玛射线暴的机制是诱发重力坍缩，即中子星被其近邻伴星（由剥离的碳氧核心组成）的核心坍缩触发，坍缩成黑洞。诱发中子星坍缩可能形成喷流和高能量抛射物，而这些喷流和抛射物在单颗恒星中很难出现^[7]。

对地球的可能威胁

人们认为，如果一颗极超新星在地球附近的位置爆发，其高能辐射定会摧毁地球的生命。根据2005年由美国国家航空航天局及堪萨斯大学的科学家作出之共同研究结果，指出地球于4亿5000万年前的奥陶纪-志留纪灭绝事件，有可能是一颗极超新星释出的伽马射线暴引起的，其过程持续了十秒，并摧毁了地球一半的臭氧层，使得太阳释出的紫外线袭击地球，导致地面及近海面的大量生物死亡，从而破坏食物链。

如果极超新星仅发生于比太阳质量大40倍的恒星上，那地球将有机会安全，幸免于难[[Category:]]^[可疑]。而最接近地球的极超新星之可能爆发者，是海山二（船底座η）星，它距离地球7,500光年，质量则为太阳的150倍。

参见

• 伽马射线爆发前身（英语：Gamma-ray burst progenitors）
• 夸克星
• 夸克新星