新 星 在 星 系 演 化 的 角 色
Role of novae in Galactic Evolution
九 九 年 九 月 September 1999

  觀 看 一 個 星 系 群 的 誕 生
  超 特 級 新 星 爆 炸

美 國 太 空 總 署 (NASA) 的 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 (Hubble Space Telescope) 最 近 拍 攝 到 三 顆 新 星 (novae) 的 照 片 ， 從 照 片 的 資 料 ， 科 學 家 可 以 分 析 新 星 在 星 系 演 化 (galactic evolution) 所 擔 任 的 角 色 ， 和 行 星 間 比 較 重 的 元 素 (elements) 的 分 布 情 況 。

新 星 是 一 顆 突 然 急 速 增 加 明 亮 ， 然 後 逐 漸 地 變 暗 的 星 ； 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 拍 攝 到 的 三 顆 新 星 是 屬 於 激 變 變 星 (Cataclysmic Variables) 的 類 型 ， 激 變 變 星 是 一 群 爆 發 的 星 ， 它 們 包 括 新 星 、 超 新 星 (supernova) 和 其 他 正 在 爆 發 的 星 球 ， 目 前 已 經 知 道 有 二 百 多 顆 激 變 變 星 。

一 般 的 激 變 變 星 是 兩 顆 星 組 成 ， 其 中 一 顆 是 白 矮 星 (white dwarf) ， 它 附 近 是 一 顆 比 較 大 和 冷 卻 的 星 球 ， 較 大 的 星 的 氫 氣 (hydrogen) 被 白 矮 星 的 強 大 引 力 吸 引 ， 向 白 矮 星 的 表 面 飛 去 ， 形 成 濃 濃 的 氫 氣 外 殼 ； 在 一 萬 年 後 ， 當 足 夠 的 氫 氣 積 聚 在 白 矮 星 表 面 時 ， 熱 核 聚 變 (thermonuclear fusion) 開 始 發 生 ， 使 白 矮 星 的 溫 度 急 速 上 升 ， 發 生 爆 發 ， 將 白 矮 星 的 部 分 核 心 爆 裂 。

上 圖 所 見 ， 是 一 顆 稱 QV VUL 的 新 星 ， 中 圖 是 一 顆 稱 QU VAL 的 新 星 ， 它 們 是 位 於 狐 狸 座 (constellation Vulpecula) 內 ， 狐 狸 座 是 以 它 的 啞 鈴 星 雲 M 27(Dumbbell Nebula M27) 而 著 名 ； 下 圖 是 一 顆 稱 V1974 Cygni ， 是 位 於 天 鵝 座 (constellation Cygnus) 內 ， 是 著 名 的 北 天 星 座 之 一 ； 照 片 顯 示 這 三 顆 新 星 的 氫 氣 體 被 紫 外 線 輻 射 (ultraviolet radiation) 的 照 耀 而 發 出 光 輝 。

科 學 家 發 現 ， 從 新 星 發 射 出 來 的 物 質 比 較 預 期 的 多 ， 科 學 家 更 發 現 ， 從 新 星 放 射 出 來 的 氣 體 含 有 豐 富 的 碳 (carbon) 、 氮 (nitrogen) 、 氧 (oxygen) 、 氖 (neon) 、 鎂 (magnesium) 和 鋁 (aluminium) 元 素 ， 此 外 ， 科 學 家 相 信 ， 太 陽 系 內 的 鋁 是 來 自 新 星 氣 體 中 的 放 射 性 (radioactive) 鋁 元 素 。

從 新 星 發 射 出 來 的 氣 體 凝 結 形 成 的 塵 粒 (dust grains) ， 和 太 陽 系 內 (solar system) 的 彗 星 (comets) 的 塵 粒 很 相 似 ， 科 學 家 認 為 ， 新 星 放 射 出 來 的 物 質 ， 可 能 是 組 成 行 星 (planets) 的 成 分 ， 這 些 塵 粒 含 有 碳 (carbon) 、 矽 酸 鹽 (silicates) 、 矽 碳 化 物 (silicon carbide) 和 碳 氫 化 合 物 (hydrocarbons) ， 這 些 物 質 都 可 以 從 太 陽 系 的 隕 石 (meteorites) 找 到 。

Photos courtesy of NASA

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