戴銘玨

“海山二星”和它的光回聲。

相傳，希臘英雄伊阿宋率領(lǐng)眾勇士乘坐“阿爾戈號(hào)”大船去覓取金羊毛，經(jīng)過許多磨難，最后終于獲得這一無價(jià)之寶，凱旋而歸。后來，女神雅典娜把這艘海船帶到天上成為南船座。但由于南船座范圍太大，1750年法國天文學(xué)家拉卡伊將它分成3個(gè)星座，船底座就是其中最南邊的一部分。

在北緯15度以南地區(qū)的天空中，船底座是個(gè)很大的星座。其實(shí)，船底座只是西方人對(duì)這些恒星的稱呼，我國古人對(duì)它們有另外的一種稱呼。生活在南方的中國古代天文學(xué)家站在大海邊，透過起伏的群山可以看到這組亮星，于是給它們起名為“海山星”。

海山星中有一顆明星，名字叫“海山二星”，它是這組星中排行老二的星，但這既不是因?yàn)樗牧炼扰琶诙膊皇且驗(yàn)樗拇笮【悠浯?，而僅僅是天文學(xué)家隨意把它排在這組恒星的第二位。

在古人的眼里，山和海的距離是遙遠(yuǎn)的，但是他們并不知道，“海山二星”的遙遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了他們的想象?！昂Ｉ蕉恰卑l(fā)出來的光要經(jīng)過7500光年才能穿過浩瀚的宇宙，進(jìn)入到我們的視野。他們也不知道“海山二星”是顆巨無霸恒星。

“海山二星”的鬼臉

“海山二星”是一顆變星，它的亮度會(huì)發(fā)生改變，尤其是近200多年以來，它的亮度出現(xiàn)了很大的變化。比如1838年它的亮度突然增加了，1843年，它再一次增加了亮度?？茖W(xué)家十分苦惱，搞不清它為何會(huì)發(fā)生這些改變。如果說1838年它的突然增亮是由于超新星爆發(fā)引起的，那么它會(huì)被炸得粉身碎骨，不復(fù)存在啊。但是，它至今依然存在于這里。大名鼎鼎的“海山二星”究竟是什么樣子的，天文學(xué)家對(duì)它充滿了好奇。

在19世紀(jì)末期，銅鏡面反射望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)悄然退出了歷史舞臺(tái)。但是，在澳大利亞的墨爾本，還存在著一個(gè)口徑1.22米的銅鏡面反射望遠(yuǎn)鏡，它在南半球守望著南方的星空。 1875年，它拍攝了“海山二星”的照片，從照片上可以看到，這顆較為明亮的恒星其實(shí)并不明亮，僅僅是一些模模糊糊的塵埃云氣，看上去就像是一張猙獰的鬼臉?？此品毙屈c(diǎn)點(diǎn)的星空居然出現(xiàn)一張如此猙獰的鬼臉，這對(duì)人們而言是多么的震撼！這張照片讓當(dāng)時(shí)還不懂星云為何物的人們吃驚不小。

這張鬼臉預(yù)示著“海山二星”的非同尋常，人們想知道這里究竟發(fā)生了什么。隨著人類觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)代大型望遠(yuǎn)鏡已能將這里看清楚了。原來，“海山二星”就隱藏在一個(gè)外形特別、呈啞鈴狀的星云里，這個(gè)星云被稱為“侏儒星云”。

“海山二星”所處的這片區(qū)域是廣闊的塵埃云，大小達(dá)到300光年，被稱作“船底座大星云”。這里是年輕恒星的家園，很多大質(zhì)量的恒星在這里誕生，它們吹出年輕猛烈的星風(fēng)，把殘留的塵埃吹散。另外，大質(zhì)量的恒星壽命很短，會(huì)很快發(fā)生爆發(fā)，這也會(huì)把塵埃云進(jìn)一步塑造變形。這些300光年大小的塵埃云展示出各種各樣的外形，它們有的像山川那樣重巒疊嶂、高聳挺拔，也有的像深谷那樣凹陷下去。

“海山二星”的電影回放

隨著很多天文學(xué)家對(duì)“海山二星”的研究日趨深入，他們發(fā)現(xiàn)“海山二星”附近的星云亮度在改變。他們比較了2010年和2011年拍攝的船底座大星云照片，發(fā)現(xiàn)這里的亮度比原來更亮了一些，這是一個(gè)令人振奮的信號(hào)?？茖W(xué)家知道，這就是光回聲現(xiàn)象，是1838年超新星爆發(fā)產(chǎn)生的光波回放。

“海山二星”附近的船底座大星云可以被當(dāng)作是一面坑坑洼洼的鏡子，通過這面鏡子的反射，我們現(xiàn)在可以再次看到當(dāng)年“海山二星”撞擊爆發(fā)的光芒。這些光芒首先傳向與地球相反方向的遠(yuǎn)處，遇到星云再反射回來。這種光芒并不是瞬間而過，而是依次閃亮。我們可見的光芒就像是一個(gè)行者在前行，依次把前方如同山川深谷的星云照亮。這種光回聲現(xiàn)象的出現(xiàn)，讓天文學(xué)家們狂喜不已。他們查看之前拍攝的所有照片，發(fā)現(xiàn)在2003年拍攝的照片中也存在著這樣的光回聲跡象。

光回聲就像是一部再現(xiàn)170多年前“海山二星”撞擊爆發(fā)場景的寫實(shí)影片。而那些坑坑洼洼的星云，與其說是一面鏡子，還不如說是一塊質(zhì)量很差的銀幕。

1875 年拍攝的“海山二星”的照片，看似一張猙獰的鬼臉。

3顆恒星的恩怨情仇

借助光回聲現(xiàn)象，科學(xué)家可以判斷塵埃的擴(kuò)散速度，進(jìn)一步推斷這里究竟發(fā)生了什么。而借助核光譜望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的X射線數(shù)據(jù)，他們認(rèn)為“海山二星”的確名副其實(shí)，它居然是雙星。

“海山二星”在很久以前可能是3顆恒星聚集在一起，是一個(gè)典型的三體系統(tǒng)。其中，A星和B星這兩顆恒星相距較近，在一起環(huán)繞運(yùn)行，就像是相擁跳著雙人舞那樣不肯分離。另一顆C星在很遠(yuǎn)的地方，就像是第三者般環(huán)繞著它倆不肯離開。在這濃煙滾滾的塵埃中，竟然隱藏著3顆恒星的愛恨情仇。

但是，恒星的演化打破了這種平衡。A星質(zhì)量較大，它首先演化到老年，變成了紅巨星。它的外層大氣膨脹開來，越來越大。當(dāng)膨脹的大氣接近B星的時(shí)候，就會(huì)被B星吸引，吸引一旦開始就無法停止。于是，A星的物質(zhì)源源不斷地被B星吸吮，它們之間的質(zhì)量發(fā)生了顛倒，B星越來越大，而A星卻越來越小。

這對(duì)雙星質(zhì)量的改變必然會(huì)影響到整個(gè)三體系統(tǒng)的平衡，造成的結(jié)果是遠(yuǎn)處的C星在回歸的時(shí)候與較大的B星發(fā)生了撞擊，兩者融合在了一起。于是，3顆星也就變成了2顆星……真正的雙星戀開始了，這就是今天核光譜望遠(yuǎn)鏡看到的雙星。

侏儒星云的誕生

事實(shí)上，我們通過光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是看不到這2顆恒星的，能看到的僅僅是啞鈴狀的侏儒星云，它就是2顆恒星撞擊出來的。

當(dāng)年A星在演化成為紅巨星的過程中，就擴(kuò)散出很多的塵埃物質(zhì)，已經(jīng)讓這里的塵埃飛揚(yáng)擴(kuò)散，而當(dāng)B星與C星靠近的時(shí)候，它們帶著塵埃的外殼，在它們相互繞轉(zhuǎn)的時(shí)候，又讓大量的塵埃彌散在周圍，從而在赤道上形成塵埃盤。塵埃盤在赤道上包圍著它們。它倆越轉(zhuǎn)越快，最終撞擊到一起的時(shí)候，就引發(fā)了一場大爆炸。

“海山二星”的多波段合成圖。

大爆炸產(chǎn)生的塵埃大概有10個(gè)太陽的質(zhì)量。這些到處擴(kuò)散的塵埃本該形成一個(gè)球形，但是，它們遇到了赤道地帶上原有的塵埃盤，塵埃盤就像是一條褲腰帶那樣，束縛住了塵埃的擴(kuò)散，使它成不了球形。而且兩股氣體塵埃的猛烈撞擊，不僅發(fā)出了X射線，而且也發(fā)出了伽瑪射線，當(dāng)然也發(fā)出了光波，瞬間將這里點(diǎn)亮。

1838年的超新星爆發(fā)事件，就是源于這兩顆恒星的撞擊。此后的1843年，“海山二星”的再一次增亮，就是擴(kuò)散的球形塵埃到達(dá)了赤道地帶，猛然點(diǎn)亮了這里所致。后面的塵埃還在前行，繼續(xù)與塵埃盤撞擊、增亮，這個(gè)過程持續(xù)了十幾年。所以算上爆發(fā)的時(shí)間，“海山二星”的增亮持續(xù)了20多年。

球型的爆炸塵埃在赤道上下兩端不受阻礙地繼續(xù)前行。它們像兩股氣流噴薄而出，于是塑造出今日侏儒星云“中間細(xì)小，兩頭大”的啞鈴?fù)庑?。今天的侏儒星云已?jīng)有1光年大小，它還在赤道上下兩個(gè)方向繼續(xù)擴(kuò)散。

當(dāng)兩顆恒星撞擊的那一刻，光芒幾乎相當(dāng)于超新星爆發(fā)。爆發(fā)時(shí)朝著另一個(gè)方向射出的光芒，遇到了塵埃云又反射了回來，這段路徑讓它們多走了170年，如果是在這一刻開始錄制這場電影，那么我們可以從這場電影里看到，爆炸的光芒越過塵?！案咴?，也越過塵?！暗凸取?，繼續(xù)擴(kuò)散伸展到遠(yuǎn)方。我們雖然不知道這場電影是什么時(shí)候上映的，但可以肯定的是到現(xiàn)在也沒有結(jié)束，也許這場電影會(huì)持續(xù)上百年的時(shí)間。