科普:我們?cè)谝箍罩锌吹降男切鞘欠裼械囊呀?jīng)死亡

2020/10/19 10:08:00 來(lái)源:新浪科技 作者:任天 責(zé)編:西瓜

北京時(shí)間 10 月 19 日消息,宇宙就在那里,等著你去發(fā)現(xiàn)。當(dāng)我們眺望宇宙時(shí),我們也在回顧過(guò)去。光在浩瀚的宇宙空間中以有限的速度傳播,如今許多到達(dá)我們眼中的光已經(jīng)完成了成千上萬(wàn)光年的旅程。另一方面,每顆恒星的壽命也都是有限的。最短命的恒星可能總共只能活 100 萬(wàn)到 200 萬(wàn)年,其他恒星的壽命則可達(dá)數(shù)十億年。

在地球的理想條件下,大約有 9000 顆恒星可以用肉眼看到。最近的是半人馬座α星,距離我們 4.3 光年。最遙遠(yuǎn)的是仙后座 V762,大約有 16000 光年之遙。絕大多數(shù)已經(jīng)存在的恒星都是質(zhì)量較低、壽命較長(zhǎng)的恒星,但最亮也最容易看到的是巨星和超巨星。

巨星是一類(lèi)晚期恒星,在演變成超新星或行星狀星云后不久就會(huì)消亡。超巨星是最短命的恒星,其總壽命不到 1000 萬(wàn)年。

一些可能已經(jīng)死亡的恒星包括:

· 參宿四;

· 船底座海山二星;

· 角宿一(室女座α星);

· 飛馬座 IK。

然而,這些恒星累積起來(lái)的死亡幾率很低,即使是一顆恒星已經(jīng)死亡的幾率也不到 1%。幾乎可以肯定,我們能看到的每一顆恒星都還 “活著”,這就打破了天文學(xué)中最流行的傳說(shuō)之一

這是在巴基斯坦喀喇昆侖山脈康科迪亞營(yíng)地(Concordia Camp)拍攝的銀河。經(jīng)常有報(bào)道稱(chēng),我們?cè)谔炜罩锌吹降脑S多星星已經(jīng)燃燒殆盡,只是我們還不知道而已。但是,這種說(shuō)法可能更像是一個(gè)傳說(shuō),而不是真實(shí)的天文學(xué)情況。

在 21 世紀(jì)早期,人類(lèi)已經(jīng)成功地在繪制出了鄰近宇宙三維空間中幾乎所有的恒星。離我們最近的恒星并不一定是與我們能看到的恒星,因?yàn)樘祗w是否可見(jiàn)是由距離和固有亮度共同決定的。

在真空的太空中,所有的光,無(wú)論波長(zhǎng)或能量如何,都以相同的速度——真空中的光速——傳播。當(dāng)我們觀察來(lái)自遙遠(yuǎn)恒星的光線(xiàn)時(shí),這些光已經(jīng)完成了從源頭到觀察者的旅程。

當(dāng)我們從地球發(fā)出光信號(hào)時(shí),它只能以光速傳播。距離地球 100 光年的恒星需要等待 100 年才能收到這一信號(hào)。同樣地,當(dāng)我們看一顆 100 光年外的恒星時(shí),我們看到的是它在 100 年前的樣子:現(xiàn)在接收到的光就是在那個(gè)時(shí)候發(fā)射的。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的疏散星團(tuán) NGC 290,距離地球約 20 萬(wàn)光年。當(dāng)新的恒星形成時(shí),其質(zhì)量、顏色、亮度和其他屬性都各不相同。最重的恒星將是最明亮的,但壽命最短;最輕的恒星則亮度最低,但可以持續(xù)存在數(shù)萬(wàn)億年。

太空中發(fā)生的許多壯觀事件都來(lái)自典型的超新星。超新星的觸發(fā)有兩種方式,要么是核坍塌,要么是熱失控(Ia 型)。質(zhì)量最大的恒星可達(dá)太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百倍,它們的壽命總共只有 100 萬(wàn)或 200 萬(wàn)年,然后就會(huì)耗盡燃料,在這樣一場(chǎng)巨大的爆發(fā)中消亡。

我們可以用肉眼看到平面狀的銀河系和少數(shù)遙遠(yuǎn)的星系,但其中只有幾千顆恒星可以用肉眼識(shí)別。根據(jù)視力和黑暗情況,如果能同時(shí)看到整個(gè)天空的話(huà),大多數(shù)人能看到 6000 到 9000 顆星星。

半人馬座α星包括 A 和 B(左上),與比鄰星(紅圈)屬于同一個(gè)三合星系統(tǒng)。這是離地球最近的三顆恒星,它們距離地球 4.2 到 4.4 光年。半人馬座α(左)和亮度稍暗但遠(yuǎn)得多的鄰居半人馬座β(右)很容易在南方的天空中看到。

對(duì)于普通的天文觀測(cè)者來(lái)說(shuō),仙后座呈現(xiàn)巨大的 “W”形,十分容易辨認(rèn)。然而,這個(gè)星座實(shí)際包含了成千上萬(wàn)顆恒星,它們的亮度更微弱,在沒(méi)有天文設(shè)備的情況下是無(wú)法分辨的。在所有裸眼可見(jiàn)的恒星中,距離最遠(yuǎn)的是仙后座 V762,其位置比 “W”形的第二個(gè) “V”略低。

銀河系中絕大多數(shù)的恒星都是低質(zhì)量、低亮度的 M 型恒星,即宇宙中的紅矮星。但是,我們用肉眼所能看到的恒星中,相當(dāng)大一部分是明亮、稀有的恒星,包括 O、B、A 型恒星,以及紅巨星。

盡管銀河系中絕大多數(shù)的恒星都是低質(zhì)量和低亮度的恒星,但巨星、超巨星和大質(zhì)量恒星才是最容易被看到的。最亮的紅色超巨星參宿四(獵戶(hù)座α星)位于圖的右上方,是由左上方的藍(lán)色超巨星演化而來(lái)的。

由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的蛋星云(也稱(chēng)為 RAFGL 2688 或 CRL 2688)是一個(gè) “前行星”星云,因?yàn)樗耐鈱舆€沒(méi)有被中心正在收縮的恒星加熱到足夠的溫度。今天我們見(jiàn)到的許多巨星在外層完全拋離,并在白矮星 / 行星狀星云的組合中消亡之前,都會(huì)演變成這樣的星云。

在參宿四周?chē)?,被拋射出?lái)的物質(zhì)形成了星云。參宿四的規(guī)模就顯示在內(nèi)部的紅圈中。這種結(jié)構(gòu)類(lèi)似于恒星發(fā)出的火焰,形成的原因是這顆紅超巨星正在向太空釋放其內(nèi)部的物質(zhì)。延伸的輻射超過(guò)了海王星繞太陽(yáng)的軌道。參宿四有大約 1 / 4000 的幾率已經(jīng)死亡。

船底座星云,左側(cè)是其中最亮的恒星——海山二(Eta Carinae)。2005 年,海山二被確認(rèn)為至少是一個(gè)雙星系統(tǒng),也有人推斷它還有一顆較大的伴星。19 世紀(jì)時(shí),海山二發(fā)生巨大的爆發(fā),被誤認(rèn)為是一次超新星事件,有人認(rèn)為這可能就是第三顆伴星引起的。天文學(xué)家預(yù)測(cè),海山二將會(huì)變成超新星或極超新星。

歐洲空間局部署的蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡任務(wù)已經(jīng)繪制了銀河系中超過(guò) 10 億顆恒星的分布和三維位置,這一數(shù)量是有史以來(lái)最多的。在蓋亞任務(wù)觀測(cè)的恒星中,很有可能不止一顆恒星已經(jīng)死亡,甚至可以說(shuō),至少有幾百顆恒星已經(jīng)死亡。然而,其中大部分是肉眼看不到的,而且與我們的平均距離可能有數(shù)萬(wàn)光年。

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