宇宙天文:一出生就要死去 这些奇怪的宇宙天体,竟是人类存在的原因
发布时间:2021-04-25
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宇宙天文:一出生就要死去 这些奇怪的宇宙天体,竟是人类存在的原因

哈勃太空望远镜拍到令人震惊的恒星临终场面。

一出生就要死去:这些奇怪的宇宙天体,竟是人类存在的原因

船底座AG。NASA / ESA / STScI

没有什么是可以永恒不变的,即便是我们称之为恒星的天体也是如此。恒星在在天空中的位置看上去好像不会动,所以叫恒星。与之相对的则是行星:它们会在天空中一直走,今天在这个星座,明天可能就跑到隔壁了。但恒星实际上也在走,且走的速度不比行星慢。它们看起来是静止的,只是因为它们遥远。

相反,恒星实际上还是宇宙中最活跃的一类天体。它们中的每一颗内核都在进行着剧烈的核聚变反应。而这也正是它们能够发光的原因。

恒星内部的核聚变和氢弹的原理是一样的,但尺度要大得多。而且恒星能够控制这种核聚变——它们用一种巧妙的方式,把聚变反应约束在了有限的空间范围内。

恒星懂得“利用”一种动态的平衡,来达到既维持自身的稳定,同时又保持活力的目的。这种动态的平衡,发生在引力和辐射压之间。辐射压是一种向外的斥力,它能把恒星撑破,吹大;而引力是向内的,它使得物质朝着一个点聚集。失去了引力的约束,恒星就会膨胀,炸裂;没有了辐射压,恒星就会收缩,塌陷。

大部分恒星都能在这种动态的平衡中,平稳地度过数十亿年甚至上万亿年。但有一种恒星却总是昙花一现。

这种恒星就是所谓的大质量恒星。按说恒星质量大,可供它们进行核聚变的燃料也会多。但是实际上,它们在拥有大量燃料的同时,燃料的消耗速度也上去了。很多恒星只需几百万年就会把巨量的燃料消耗殆尽。几百万年在天文学语境里,可几乎就是一瞬间啊。

船底座AG就是这样一颗巨星。距离地球大约2万光年的船底座AG质量是太阳的70倍,亮度更是惊人地达到了太阳的100万倍。它的预期寿命只有500万至600万年。因此诞生不过几百万年的它,生命却已经要走向尽头。相当于一出生就要面对死亡。

大质量恒星存在的意义是,它们能够制造比铁重的元素,并通过超新星爆发,把这些元素扩散出去,为宜居行星乃至生命的出现创造条件。

这类恒星属于巨星中的一个子类,叫亮蓝变星,十分稀少。整个银河系,连同银河系周边的星系加起来,到目前发现的不超过50颗。可谓凤毛麟角。

虽然它们很好看,很壮观,很耀眼,也很伟大,但是亮蓝变星几乎终其一生都在痛苦地挣扎。

船底座AG在若干年前发生过一次或多次喷发。专有的聚变方式,以及高温,导致船底座AG短暂失衡,失控的辐射压把它的外层物质抛出很远。它在这个过程中失去的物质质量总和大约相当于10个太阳。

这样的失衡经常发生。它们往往会突然增亮好几个级别,抛出大量物质——然后引力和辐射压的动态平衡又重新达成,恒星又归于平静。但对它们来说,平静永远只是暂时的。

这张照片是哈勃太空望远镜最近为庆祝其升空31周年而拍摄的,结合了可见光和紫外线两个波段。照片展现了船底座AG及其周边的很多细节。恒星之前抛出的物质形成了一个星云。虽然已经重归平静,但其产生的强烈辐射依然对星云有着重要影响。炽热的星风以每小时100万公里的速度冲击着这个星云,在其中掏出了一个空洞,并塑造出了许多形态各异的结构。

一出生就要死去:这些奇怪的宇宙天体,竟是人类存在的原因

船底座AG周边天区。ESA / Hubble / 数字化巡天2期

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

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




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