■卓然
熾熱恒星的最后時刻
■卓然
和太陽相比,地球小得簡直不值一提,整個太陽系99.87%的質(zhì)量都歸太陽所有。即便只獲得了太陽極小部分的輻射,酷暑難挨的熱浪也使幾十億人猶如鉆進爐膛一般。假如太陽稍不留神多給地球幾十億分之一的熱量,就會將數(shù)十億人類置于死地。
好可怕的太陽。
直到60年前科學(xué)家才弄明白為太陽提供能量的究竟是什么。太陽核實際上是一個永不停止的氫彈爆炸過程,這使太陽熔爐的溫度高達近2000萬℃。那么,這個熾烈的太陽,是否也會死亡,也要消失呢?答案自然是肯定的。
從現(xiàn)在起大約5億年之后的某個時刻,太陽將消耗完自己的燃料,開始走向緩慢的死亡。說緩慢,是因為它要經(jīng)過一系列的變化,而不是像人那樣。在銀河系的不同地方,每個月就有一顆類似太陽的恒星死亡,那情形攝人心魄,蔚為壯觀。
類太陽恒星的死亡一直被誤認為是一個溫和而有序的過程,而且每一顆恒星的死亡過程幾乎沒有什么兩樣。然而,通過哈勃太空望遠鏡和一組地面高功率新式望遠鏡的觀察,天文學(xué)家見證了恒星的死亡過程,并產(chǎn)生了新的認識。美國范德比爾特大學(xué)的天文學(xué)教授羅伯特·奧戴爾說:“有了哈勃望遠鏡,我們才能夠觀察到以往根本無法看到的東西。”奧戴爾教授是監(jiān)管哈勃太空望遠鏡建造項目的科學(xué)家,他利用哈勃望遠鏡已經(jīng)觀察到許多星云,是目前最權(quán)威的天文學(xué)家。
恒星垂死之時,會發(fā)出一股璀璨異常、層疊繚繞的氣團,這就是行星狀星云。當(dāng)一顆恒星耗盡了其核心的氫燃料,它的內(nèi)核就會收縮、變熱,恒星本身膨脹成一顆紅巨星。假如太陽到了這個地步,它就會越過金星軌道,并很可能把地球吞掉。與此同時,內(nèi)核的溫度增高,密度增大,足以使核心中的氦產(chǎn)生裂變。此時,恒星開始發(fā)生猛烈的噴射。在之后的10萬年間,恒星把大部分大氣吹進太空,最后只剩下由碳和氧構(gòu)成的裸露的內(nèi)核。接下來,內(nèi)核坍塌形成白矮星,大小如同地球,密度卻相當(dāng)于地球的10萬倍。
白矮星的熱度還不至于使碳或氧產(chǎn)生裂變,所以也不會像恒星那樣燃燒,但是在短時間內(nèi),它的溫度依然高于2萬℃,能夠排出恒星殘余的大氣,把分崩離析的紫外線氣團吹散殆盡。在被吹出的大氣中,紫外線分離出分子和原子,使大氣閃耀發(fā)光。這些光亮就是我們可看到的行星狀星云。
行星狀星云的形狀為何如此怪異呢?原來恒星之死并不像人們想象中那么溫和平靜,而是十分喧囂躁動,噴射出高度凝聚的氣團,每秒達數(shù)百千米。這些噴射氣團能追上慢慢飄游的恒星氣團,并撞擊它們,故而造成行星狀星云的不規(guī)則形狀。
最近,麻省理工學(xué)院的一個天文學(xué)家小組宣布,他們首次發(fā)現(xiàn)了已死亡恒星周圍正在孕育行星的證據(jù)。他們在距地球1.3萬光年的天后座觀測到一顆名為“4U0142+61”的脈沖星,它是一顆恒星于10萬年前坍縮后的產(chǎn)物,質(zhì)量的上限相當(dāng)于20個太陽。而脈沖星被一個總質(zhì)量為地球10倍左右的塵碟所圍繞,塵碟的半徑有1600萬千米。
這種塵碟常見于新生恒星的周圍,是行星誕生的地方,而脈沖星是恒星演化末期的中子星,又被稱為“恒星的尸體”,傳統(tǒng)上認為它周圍不會有新的行星誕生。天文學(xué)家認為,“4U0142+61”周圍的塵碟是由原先運行在它周圍的行星系毀滅后的殘余物質(zhì)構(gòu)成,從中有可能誕生新的、性質(zhì)非常奇異的行星,可謂行星第二次生命的開始。
無獨有偶,奧戴爾教授通過哈勃望遠鏡發(fā)現(xiàn)“蝸牛狀星云”內(nèi)部有彗星狀的凝結(jié)物,它們很可能成為下一代星體的構(gòu)成部分。自然界的很多物質(zhì)處于循環(huán)狀態(tài),太空也一樣。正如奧戴爾所言:“所有生物或動物的消亡都會以碳水化合物的形式留下自己的痕跡,更何況巨大的恒星呢?它們的消亡一定是為新的星體誕生做準備。每一顆星球的生死都是太空生態(tài)過程的一個環(huán)節(jié)?!?/p>
(張小寧插圖)