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第四节 群星闪耀(4/25)

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新星是亮度在短时间内(几小时至几天)突然剧增,然后缓慢减弱的一类变星。现在一般认为,新星产生在双星系统中:一颗白矮星,一颗红巨星。两个成员距离很近,使得红巨星物质不断流向白矮星堆积成气体外壳,越聚越多的氢燃料终于点燃了氢聚变反应,从而使白矮星气体外壳爆发成为新星。被炸飞的外壳向外离开,消散在太空中,新星的亮度也就缓慢减弱了下去。

超新星爆发则是一颗大质量恒星的“暴死”。是爆发规模比新星更大的变星,亮度增幅可以达到新星的数百至数千倍。质量与太阳差不多的恒星,爆发时与新星的差别是核反应发生在核心,整个星体炸毁,变成气体扩散到恒星际空间;质量比太阳大很多倍的大质量恒星则是灾难性的爆发,大部分物质成气壳抛出,但中心附近的物质留下来,变成一颗中子星。

我们知道了变星就是亮度会变的恒星,所以有一大类T型星协都是变星组成的,这类变星正处在引力收缩阶段的主星序前恒星(光变没有规律没有周期,还往往快速的大变然后就是长期的微小变化,目前还不是很清楚其原理)。

T型星应该是在弥漫星云中被一起制造出来的“准恒星”,是最年轻的恒星,中心温度低到不足以引发氢聚变,只能依靠收缩产生的重力能缓缓演化,所以才暂时聚居在一起共同组成小集团T型星协。

3、星团:有大有小的恒星家族

恒星是一种喜欢聚居的天体,比星协包含恒星数量更多的恒星系统叫做星团。

我们在宇宙中经常观测到十几颗甚至上百万颗恒星组成的大家族,它们有着共同起源或者较强的彼此间力学联系,这种恒星系统被统称为星团。

如果把所有的恒星看作一个社会,那么多星系统是基层的家庭单位,星协是新手村,而星团就算是大小不同的家族,比起星系这样的国家来说,星团要小的多,包含的恒星数量也少很多,而且无论外形还是内部结构都不一样,有时候只能算是星系的一个组成部分。

一般地,我们把星团按照形态和数量分为两大类:球状星团和疏散星团。

球状星团是拥有强力大家长的组织,维持稳定的时间很长。整体形状呈球形或扁球形,彼此之间的距离很紧密,紧密到用望远镜都无法分辨星团中央的恒星个体。这类星团中大多拥有极多恒星,不仅密集,数量众多,而且结构极端稳定。

球状星团最主要的特征是恒星成员年龄大,一般都在100亿年以上,而且还有许多是正在冷却的死亡恒星,以至于球状星团中几乎没有年轻恒星。

图:距地球约28000光年的球状星团M 80

版权:AURA, STScI, NASA

球状星团因为恒星密集而显得比较亮,不容易被浓密的星际尘埃云遮掩。全天最明亮、美丽的球状星团是半人马座ω(音omega欧米伽)星团。这个星团距离地球约1.7万光年,大多成员的年龄都是120亿岁。包含的恒星数量很庞大(一般球状星团较多的也只是几十万颗恒星,而半人马座ω星团的成员达到100万颗)。所以它的恒星分布很紧密,中心部分的恒星彼此相距平均只有0.1光年,近到分不清楚。只可惜这个球状星团位于南天,北半球中纬度以北的人们无缘与它会面。

1974年,阿雷西博射电望远镜发出了寻找外星文明的第一条信息,目标是球状星团M13,这也是人类唯一一次向球状星团M13传递信息,将会在26974年到达(很遗憾,这个年代遥远的而有些不像话)。信息长度有1679位,如果将这一信息作为23×73的网格显示,会出现一系列简单的图像(1679本身就是素数23和73相乘的结果)。

古老的球状星团,包含了许多未解之谜,其中最大的一个谜题是关于蓝离散星的。

观测表明,球状星团的形成年代都比较久远,所包含的也往往都是古老的恒星,但是科学家们在M30星团中发现了奇怪的事情,就像是养老院中站了一群小孩子:星团中大多数恒星都在不断膨胀成红巨星,可能很快结束生命,另外一些奇怪的恒星却依然保持年轻,与正当盛年的炽热恒星的非常相似。于是,科学家们将这些年轻的古怪恒星命名为“蓝离散星”。

蓝离散星确实存在,但是对于它们为什么会年轻的原因就一直迷惑不解。直到2009年,哈勃太空望远镜对这些蓝离散星进行了深入观测,才有了一种猜测,认为蓝离散星是由于恒星间的碰撞所致,证据是球状星团中心位置的蓝离散星比其他地方要多很多,似乎是因为球状星团的中心区域非常拥挤,在这个区域之间的恒星碰撞就很容易发生,所以产生了较多的蓝离散星。但它无法解释球状星团其他地方所出现的蓝离散星,因为蓝离散星的质量和引力要比其他老年恒星大的多,它应该不断向星团深处沉没,不应该长期停留在星团外围的地方。

于是,很快出现了一种不同观点,认为蓝离散星是双星系统中的一颗恒星从另一颗恒星那里吸引了大量物质后形成的,而并非是通过恒星碰撞形成。简单的说,就是当两颗恒星近距离环绕对方运行时,其中质量小的那颗恒星会从质量大的恒星内吸引氢物质,导致小恒星更加炽热,发出更蓝的光芒。但是为什么质量小的恒星反而能够从质量大的恒星内抢夺到物质,还说不清楚。

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