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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

2021-10-04由 星空天文 發表于 歷史

哈勃太空望遠鏡拍到令人震驚的恆星臨終場面。

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

沒有什麼是可以永恆不變的,即便是我們稱之為恆星的天體也是如此。恆星在在天空中的位置看上去好像不會動,所以叫恆星。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。但恆星實際上也在走,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。

相反,恆星實際上還是宇宙中最活躍的一類天體。它們中的每一顆核心都在進行著劇烈的核聚變反應。而這也正是它們能夠發光的原因。

恆星內部的核聚變和氫彈的原理是一樣的,但尺度要大得多。而且恆星能夠控制這種核聚變——它們用一種巧妙的方式,把聚變反應約束在了有限的空間範圍內。

恆星懂得“利用”一種動態的平衡,來達到既維持自身的穩定,同時又保持活力的目的。這種動態的平衡,發生在引力和輻射壓之間。輻射壓是一種向外的斥力,它能把恆星撐破,吹大;而引力是向內的,它使得物質朝著一個點聚集。失去了引力的約束,恆星就會膨脹,炸裂;沒有了輻射壓,恆星就會收縮,塌陷。

大部分恆星都能在這種動態的平衡中,平穩地度過數十億年甚至上萬億年。但有一種恆星卻總是曇花一現。

這種恆星就是所謂的大質量恆星。按說恆星質量大,可供它們進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。很多恆星只需幾百萬年就會把巨量的燃料消耗殆盡。幾百萬年在天文學語境裡,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質量是太陽的70倍,亮度更是驚人地達到了太陽的100萬倍。它的預期壽命只有500萬至600萬年。因此誕生不過幾百萬年的它,生命卻已經要走向盡頭。相當於一出生就要面對死亡。

大質量恆星存在的意義是,它們能夠製造比鐵重的元素,並透過超新星爆發,把這些元素擴散出去,為宜居行星乃至生命的出現創造條件。

這類恆星屬於巨星中的一個子類,叫亮藍變星,十分稀少。整個銀河系,連同銀河系周邊的星系加起來,到目前發現的不超過50顆。可謂鳳毛麟角。

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在若干年前發生過一次或多次噴發。專有的聚變方式,以及高溫,導致船底座AG短暫失衡,失控的輻射壓把它的外層物質丟擲很遠。它在這個過程中失去的物質質量總和大約相當於10個太陽。

這樣的失衡經常發生。它們往往會突然增亮好幾個級別,丟擲大量物質——然後引力和輻射壓的動態平衡又重新達成,恆星又歸於平靜。但對它們來說,平靜永遠只是暫時的。

這張照片是哈勃太空望遠鏡最近為慶祝其升空31週年而拍攝的,結合了可見光和紫外線兩個波段。照片展現了船底座AG及其周邊的很多細節。恆星之前丟擲的物質形成了一個星雲。雖然已經重歸平靜,但其產生的強烈輻射依然對星雲有著重要影響。熾熱的星風以每小時100萬公里的速度衝擊著這個星雲,在其中掏出了一個空洞,並塑造出了許多形態各異的結構。

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。ESA / Hubble / 數字化巡天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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