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恒星的宿命

2016-05-30艾先力

第二课堂(初中版) 2016年10期
关键词:白矮星星体引力

艾先力

天文学家鲁赫曼和他的专题科研组发现的这个恒星系统,是由两颗褐矮星相互围绕对方公转组成的。褐矮星由于质量太小、核心温度太低而不能引发氢元素的核聚变反应,所以它们表面温度不高,更像是气态巨型行星而非炽热的恒星。

鲁赫曼表示,由于该恒星系统距离地球相对较近,既是搜寻系外行星的优良目标,也是人类研究太阳前世今生和未来命运的最好样本。

46亿年前,在银河系的一隅,密度极大的大块热气云尘埃逐渐凝聚旋转,有点像地球上的龙卷风的雏形。热气云严格遵守动量守恒定律,半径越来越小,能量越来越大。同时,外部星云则开始形成一个圆环,围绕着中心星体旋转——这是未来行星等物质的构成材料。

超高速运动的尘埃云被逐渐压缩,最终导致内部温度达到足够发生核反应时,这颗星体就被“点燃”,开始了全星体范围的核聚变反应,太阳就此诞生了。

恒星在宇宙中随处可见,它们在暴力中诞生,又将在壮烈的爆炸中消亡,循环往復,终而复始。

清净疏朗的夜空下,我们肉眼仅仅可以看到数千颗亮度不等的恒星,但实际上仅银河系就有上千亿颗恒星,而宇宙又是由无数个星系组成的,所以有人形容宇宙中的恒星就如地球上的沙砾一般普通。

太阳的直径大约是139万千米,可容纳100万个地球,可太阳却是中小型恒星,大号恒星比太阳大500倍,迄今发现的最大恒星是大犬座的VY星,它比太阳要大10亿倍,可谓超级巨星。

燃烧着的恒星呈现不同颜色,有红色、黄色和蓝色。有的恒星形单影只,独守寂寞;有的则互相环绕,如影随形,就像本文开头说的两颗褐矮星。

2004年,借助斯皮策太空望远镜,科学家终于看见了恒星形成初期的天文景观:它被点燃的瞬间,照亮了宇宙一大片空间。

恒星之所以能保持稳定,是因为它们的引力形成的向心力与核反应的离心力相互抵消,因此获得亿万年的生生不息。但是,与其他生命体一样,恒星也有生老病死,不可能万世永生。

以太阳为例,70亿年后,每秒消耗6亿吨氢燃料的太阳,将油尽灯枯,引力占据上风后导致坍塌而变成一颗红巨星,它的热量会很快吞噬水星和地球,上千度的高温会蒸发海水,大地高山均呈熔融状。

红巨星内核极不稳定,它们燃烧完氦之后只剩下内核,成为白矮星。太阳的核燃料耗尽后会变成和地球大小相当的白矮星,但其密度是地球的100万倍。如果把一块方糖大的白矮星物质放到地球上,会因为它的密度过大,而直接坠入地心深处。

恒星死亡时,有的静如秋叶,波澜不惊;有的剧烈爆炸,甚至形成万物终结者——黑洞。

恒星爆炸残留的超高密度内核像破茧化蝶一样,成为中子星,直径虽然只有30千米,但它的质量却远远超出人类的想象,1立方厘米的中子星物质的质量相当于美国全国小轿车的总质量之和。

当大于太阳10倍以上的恒星死亡时,它们会在强大引力的挤压下发生剧烈的爆炸而形成超新星,比如大犬座的VY超巨星一旦爆炸,将产生仅次于宇宙大爆炸的动静,会波及上千光年的范围,瞬间蜕变成宇宙怪兽——黑洞和恐怖的伽马射线暴。前者会吞噬能量、引力、时间,甚至是光线,而后者所到之处,物质顷刻蒸发殆尽,荡然无存。

宇宙中的每颗恒星都与众不同,它们威力无穷,在它们的爆炸尘埃中富含氢、碳、氧、硅以及铁等物质,并将它们撒向远方。恒星创造了宇宙万物,当然,也包括我们人类。

不是吗?组成我们身体的氧、碳、氢、氮、钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁、铁、铜、碘、锰等元素,都来自恒星的内核,除此之外人类没有其他途径可以获得这些宝贵物质。所以有人形象地说,地球只是我们的继母,宇宙恒星才是我们真正生命之母。

(编辑 孙世奇)

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