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        恒星的宿命

        2016-05-30 10:48:04艾先力
        第二課堂(初中版) 2016年10期
        關(guān)鍵詞:白矮星星體引力

        艾先力

        天文學(xué)家魯赫曼和他的專題科研組發(fā)現(xiàn)的這個(gè)恒星系統(tǒng),是由兩顆褐矮星相互圍繞對方公轉(zhuǎn)組成的。褐矮星由于質(zhì)量太小、核心溫度太低而不能引發(fā)氫元素的核聚變反應(yīng),所以它們表面溫度不高,更像是氣態(tài)巨型行星而非熾熱的恒星。

        魯赫曼表示,由于該恒星系統(tǒng)距離地球相對較近,既是搜尋系外行星的優(yōu)良目標(biāo),也是人類研究太陽前世今生和未來命運(yùn)的最好樣本。

        46億年前,在銀河系的一隅,密度極大的大塊熱氣云塵埃逐漸凝聚旋轉(zhuǎn),有點(diǎn)像地球上的龍卷風(fēng)的雛形。熱氣云嚴(yán)格遵守動(dòng)量守恒定律,半徑越來越小,能量越來越大。同時(shí),外部星云則開始形成一個(gè)圓環(huán),圍繞著中心星體旋轉(zhuǎn)——這是未來行星等物質(zhì)的構(gòu)成材料。

        超高速運(yùn)動(dòng)的塵埃云被逐漸壓縮,最終導(dǎo)致內(nèi)部溫度達(dá)到足夠發(fā)生核反應(yīng)時(shí),這顆星體就被“點(diǎn)燃”,開始了全星體范圍的核聚變反應(yīng),太陽就此誕生了。

        恒星在宇宙中隨處可見,它們在暴力中誕生,又將在壯烈的爆炸中消亡,循環(huán)往復(fù),終而復(fù)始。

        清凈疏朗的夜空下,我們?nèi)庋蹆H僅可以看到數(shù)千顆亮度不等的恒星,但實(shí)際上僅銀河系就有上千億顆恒星,而宇宙又是由無數(shù)個(gè)星系組成的,所以有人形容宇宙中的恒星就如地球上的沙礫一般普通。

        太陽的直徑大約是139萬千米,可容納100萬個(gè)地球,可太陽卻是中小型恒星,大號恒星比太陽大500倍,迄今發(fā)現(xiàn)的最大恒星是大犬座的VY星,它比太陽要大10億倍,可謂超級巨星。

        燃燒著的恒星呈現(xiàn)不同顏色,有紅色、黃色和藍(lán)色。有的恒星形單影只,獨(dú)守寂寞;有的則互相環(huán)繞,如影隨形,就像本文開頭說的兩顆褐矮星。

        2004年,借助斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡,科學(xué)家終于看見了恒星形成初期的天文景觀:它被點(diǎn)燃的瞬間,照亮了宇宙一大片空間。

        恒星之所以能保持穩(wěn)定,是因?yàn)樗鼈兊囊π纬傻南蛐牧εc核反應(yīng)的離心力相互抵消,因此獲得億萬年的生生不息。但是,與其他生命體一樣,恒星也有生老病死,不可能萬世永生。

        以太陽為例,70億年后,每秒消耗6億噸氫燃料的太陽,將油盡燈枯,引力占據(jù)上風(fēng)后導(dǎo)致坍塌而變成一顆紅巨星,它的熱量會(huì)很快吞噬水星和地球,上千度的高溫會(huì)蒸發(fā)海水,大地高山均呈熔融狀。

        紅巨星內(nèi)核極不穩(wěn)定,它們?nèi)紵旰ぶ笾皇O聝?nèi)核,成為白矮星。太陽的核燃料耗盡后會(huì)變成和地球大小相當(dāng)?shù)陌装?,但其密度是地球?00萬倍。如果把一塊方糖大的白矮星物質(zhì)放到地球上,會(huì)因?yàn)樗拿芏冗^大,而直接墜入地心深處。

        恒星死亡時(shí),有的靜如秋葉,波瀾不驚;有的劇烈爆炸,甚至形成萬物終結(jié)者——黑洞。

        恒星爆炸殘留的超高密度內(nèi)核像破繭化蝶一樣,成為中子星,直徑雖然只有30千米,但它的質(zhì)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類的想象,1立方厘米的中子星物質(zhì)的質(zhì)量相當(dāng)于美國全國小轎車的總質(zhì)量之和。

        當(dāng)大于太陽10倍以上的恒星死亡時(shí),它們會(huì)在強(qiáng)大引力的擠壓下發(fā)生劇烈的爆炸而形成超新星,比如大犬座的VY超巨星一旦爆炸,將產(chǎn)生僅次于宇宙大爆炸的動(dòng)靜,會(huì)波及上千光年的范圍,瞬間蛻變成宇宙怪獸——黑洞和恐怖的伽馬射線暴。前者會(huì)吞噬能量、引力、時(shí)間,甚至是光線,而后者所到之處,物質(zhì)頃刻蒸發(fā)殆盡,蕩然無存。

        宇宙中的每顆恒星都與眾不同,它們威力無窮,在它們的爆炸塵埃中富含氫、碳、氧、硅以及鐵等物質(zhì),并將它們?nèi)鱿蜻h(yuǎn)方。恒星創(chuàng)造了宇宙萬物,當(dāng)然,也包括我們?nèi)祟悺?/p>

        不是嗎?組成我們身體的氧、碳、氫、氮、鈣、磷、硫、鉀、鈉、氯、鎂、鐵、銅、碘、錳等元素,都來自恒星的內(nèi)核,除此之外人類沒有其他途徑可以獲得這些寶貴物質(zhì)。所以有人形象地說,地球只是我們的繼母,宇宙恒星才是我們真正生命之母。

        (編輯 孫世奇)

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