公元1054年7月4日，我國(guó)天文學(xué)家觀察到一顆明亮的新星出現(xiàn)在天空中。這顆新星的亮度比金星還要亮，在白天都能清晰可見，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)23天，在夜晚可見的時(shí)間則持續(xù)了近兩年。天關(guān)客星的爆發(fā)被多個(gè)文明記錄下來，其中最詳細(xì)的記載來自于我國(guó)宋朝的史籍。

宋仁宗嘉祐元年，天文學(xué)家楊惟德在東方天關(guān)星附近發(fā)現(xiàn)了一顆新的星體。這顆星起初如細(xì)針，逐漸變得明亮，超過了金星的亮度，甚至在白天也能看到。兩年后，天關(guān)客星逐漸消退，最終消失在夜空之中。千年之后，天關(guān)客星依然是天文學(xué)研究的重要對(duì)象，其遺跡——蟹狀星云，至今仍是夜空中最著名的星云之一。

超新星爆發(fā)是非常罕見的，大約每80年才會(huì)發(fā)生一次，而肉眼可見的更是少之又少。但幸運(yùn)的是，預(yù)計(jì)今年將有一顆新星出現(xiàn)在夜空中，它的亮度將與北極星相當(dāng)，為觀星者提供了一次千載難逢的觀測(cè)機(jī)會(huì)。為我們提供這次機(jī)會(huì)的是一個(gè)雙星系統(tǒng)，由一顆紅巨星和一顆白矮星組成，距離地球3000光年。

這次新星爆發(fā)預(yù)計(jì)發(fā)生在2024年2月到9月之間，爆發(fā)時(shí)的亮度將使其在我們的夜空中短暫地變得和北極星一樣明亮，但這種亮度不會(huì)持續(xù)超過一周。要觀測(cè)這次新星爆發(fā)，觀星者應(yīng)將目光投向北冕座，這是位于牧夫座和武仙座之間的一個(gè)星座。新星爆發(fā)時(shí)，將在夜空中出現(xiàn)一顆明亮的“新”星。通常情況下，這對(duì)雙星的亮度為 10等，肉眼無法看見，但在爆發(fā)期間，它們的亮度將達(dá)到 2等，與北極星相當(dāng)。

超新星爆發(fā)可以分為幾種不同的類型，其中包括：核心坍縮型超新星(Type II)，當(dāng)恒星質(zhì)量大于8倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)，它們的核心坍縮形成中子星或黑洞，釋放能量形成超新星爆發(fā)；白矮星爆炸型超新星(Type Ia)，當(dāng)白矮星與附近的恒星物質(zhì)發(fā)生碰撞或吸積過量物質(zhì)時(shí)，會(huì)超過臨界質(zhì)量而爆炸。

前面提到的蟹狀星云是由一次II型超新星爆發(fā)產(chǎn)生的遺跡。這種超新星爆發(fā)通常發(fā)生在大質(zhì)量恒星的生命周期結(jié)束時(shí)，當(dāng)恒星的核心塌陷并引發(fā)一場(chǎng)巨大的爆炸。蟹狀星云中心的脈沖星就是這次爆炸的殘骸，它是一顆高速自轉(zhuǎn)的中子星，以每秒30.2次的速度旋轉(zhuǎn)，并發(fā)射出從γ射線到無線電波的寬頻率范圍電磁波。

而今年即將出現(xiàn)的新星則是 Ia型超新星。Ia型超新星的前身星系統(tǒng)通常由一顆白矮星和一顆主序星組成。白矮星是已經(jīng)耗盡核燃料的恒星，其密度極高體積卻很小。主序星則是正在進(jìn)行核聚變的恒星，會(huì)不斷向外拋射物質(zhì)。在雙星系統(tǒng)的引力作用下，主序星向白矮星輸送物質(zhì)，這種物質(zhì)主要由氫和氦組成。白矮星表面會(huì)形成一層富含氫和氦的吸積盤，隨著時(shí)間的推移，白矮星上的物質(zhì)不斷累積，其質(zhì)量逐漸接近錢德拉塞卡極限（約為太陽(yáng)質(zhì)量的1.4倍）。

當(dāng)白矮星的質(zhì)量接近錢德拉塞卡極限時(shí)，白矮星中的碳元素會(huì)在高溫高壓下發(fā)生核聚變，引發(fā)爆炸。碳點(diǎn)火產(chǎn)生的熱量會(huì)迅速傳遍整個(gè)白矮星，引發(fā)碳、氧等元素的核聚變反應(yīng)，形成一連串的爆炸，最終導(dǎo)致白矮星的完全解體。

Ia型超新星爆發(fā)是宇宙中重元素合成的重要來源之一。爆炸過程中產(chǎn)生的高溫高壓會(huì)將輕元素合成重元素，例如鐵、金等。Ia型超新星爆發(fā)為星系的化學(xué)演化貢獻(xiàn)了重要的力量，將重元素拋射到星際空間，成為新恒星和行星形成的原料。Ia型超新星具有標(biāo)準(zhǔn)燭光的性質(zhì)，其峰值亮度幾乎相同。因此，天文學(xué)家可以利用Ia型超新星來測(cè)量遙遠(yuǎn)星系的距離。