宇宙天文:一出生就要死去 這些奇怪的宇宙天體,竟是人類存在的原因
發(fā)布時間:2021-04-25
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宇宙天文:一出生就要死去 這些奇怪的宇宙天體,竟是人類存在的原因

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍到令人震驚的恒星臨終場面。

一出生就要死去:這些奇怪的宇宙天體,竟是人類存在的原因

船底座AG。NASA / ESA / STScI

沒有什么是可以永恒不變的,即便是我們稱之為恒星的天體也是如此。恒星在在天空中的位置看上去好像不會動,所以叫恒星。與之相對的則是行星:它們會在天空中一直走,今天在這個星座,明天可能就跑到隔壁了。但恒星實際上也在走,且走的速度不比行星慢。它們看起來是靜止的,只是因為它們遙遠(yuǎn)。

相反,恒星實際上還是宇宙中最活躍的一類天體。它們中的每一顆內(nèi)核都在進(jìn)行著劇烈的核聚變反應(yīng)。而這也正是它們能夠發(fā)光的原因。

恒星內(nèi)部的核聚變和氫彈的原理是一樣的,但尺度要大得多。而且恒星能夠控制這種核聚變——它們用一種巧妙的方式,把聚變反應(yīng)約束在了有限的空間范圍內(nèi)。

恒星懂得“利用”一種動態(tài)的平衡,來達(dá)到既維持自身的穩(wěn)定,同時又保持活力的目的。這種動態(tài)的平衡,發(fā)生在引力和輻射壓之間。輻射壓是一種向外的斥力,它能把恒星撐破,吹大;而引力是向內(nèi)的,它使得物質(zhì)朝著一個點聚集。失去了引力的約束,恒星就會膨脹,炸裂;沒有了輻射壓,恒星就會收縮,塌陷。

大部分恒星都能在這種動態(tài)的平衡中,平穩(wěn)地度過數(shù)十億年甚至上萬億年。但有一種恒星卻總是曇花一現(xiàn)。

這種恒星就是所謂的大質(zhì)量恒星。按說恒星質(zhì)量大,可供它們進(jìn)行核聚變的燃料也會多。但是實際上,它們在擁有大量燃料的同時,燃料的消耗速度也上去了。很多恒星只需幾百萬年就會把巨量的燃料消耗殆盡。幾百萬年在天文學(xué)語境里,可幾乎就是一瞬間啊。

船底座AG就是這樣一顆巨星。距離地球大約2萬光年的船底座AG質(zhì)量是太陽的70倍,亮度更是驚人地達(dá)到了太陽的100萬倍。它的預(yù)期壽命只有500萬至600萬年。因此誕生不過幾百萬年的它,生命卻已經(jīng)要走向盡頭。相當(dāng)于一出生就要面對死亡。

大質(zhì)量恒星存在的意義是,它們能夠制造比鐵重的元素,并通過超新星爆發(fā),把這些元素擴(kuò)散出去,為宜居行星乃至生命的出現(xiàn)創(chuàng)造條件。

這類恒星屬于巨星中的一個子類,叫亮藍(lán)變星,十分稀少。整個銀河系,連同銀河系周邊的星系加起來,到目前發(fā)現(xiàn)的不超過50顆??芍^鳳毛麟角。

雖然它們很好看,很壯觀,很耀眼,也很偉大,但是亮藍(lán)變星幾乎終其一生都在痛苦地掙扎。

船底座AG在若干年前發(fā)生過一次或多次噴發(fā)。專有的聚變方式,以及高溫,導(dǎo)致船底座AG短暫失衡,失控的輻射壓把它的外層物質(zhì)拋出很遠(yuǎn)。它在這個過程中失去的物質(zhì)質(zhì)量總和大約相當(dāng)于10個太陽。

這樣的失衡經(jīng)常發(fā)生。它們往往會突然增亮好幾個級別,拋出大量物質(zhì)——然后引力和輻射壓的動態(tài)平衡又重新達(dá)成,恒星又歸于平靜。但對它們來說,平靜永遠(yuǎn)只是暫時的。

這張照片是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡最近為慶祝其升空31周年而拍攝的,結(jié)合了可見光和紫外線兩個波段。照片展現(xiàn)了船底座AG及其周邊的很多細(xì)節(jié)。恒星之前拋出的物質(zhì)形成了一個星云。雖然已經(jīng)重歸平靜,但其產(chǎn)生的強烈輻射依然對星云有著重要影響。熾熱的星風(fēng)以每小時100萬公里的速度沖擊著這個星云,在其中掏出了一個空洞,并塑造出了許多形態(tài)各異的結(jié)構(gòu)。

一出生就要死去:這些奇怪的宇宙天體,竟是人類存在的原因

船底座AG周邊天區(qū)。ESA / Hubble / 數(shù)字化巡天2期

參考
Hubble Celebrates 31st Birthday with Giant Star on the Edge of Destruction

https://esahubble.org/news/heic2105/




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