你知道吗?在我们宇宙中有这样一种恒星,它们会在生前间断性喷射出大量的物质,犹如超新星爆发一样明亮!在第一次爆发时,它们忽然在天空出现,人们以为这颗恒星要终结了,其实它只是在“装死”,并在随后的许多年里忽明忽暗,我称其为假·超新星,最有名的代表就是船底座η星!今天我们了解下这样的恒星到底咋回事?
真·超新星爆发是咋回事?
据记载1054年我国北宋和1572年的欧洲,均观测到了一种壮观的天文现象,天空中一颗非常微弱平时肉眼根本无法分辨的恒星,突然变得异常明亮,其亮度足以超过天空中所有其他恒星,有时比太阳系内的行星还要耀眼,甚至在白天都能看的到!最初人们称其为“stella nova”(拉丁文“新星”的意思),在我国也称为“客星”,意思就是以前没有的恒星,突然出现了,过一段时间又会消失,像是来天空做客一样!
现在我们知道这些新出现的恒星实际上是超新星爆发事件,标志着一颗恒星生命的终结。并不是来做客了,而是真的消失了!
超新星爆发可以来自许多不同的机制,其中包括:
一颗大质量恒星在晚年会耗尽氢燃料,而剩余的重元素燃料可以通过其核心再次点燃核聚变,这个过程会释放大量的能量,从而导致恒星坍缩、反弹和爆炸。
一颗类似太阳的恒星在晚年会变成白矮星,由碳、氧和硅的简并混合物组成,白矮星可以吸收附近伴星的物质在其表面逐渐积累足够的质量,使其在自身的重力下坍塌,导致核心发生失控的聚变反应,巨大的能量会将恒星撕碎。
两颗白矮星的轨道衰减会发生合并/碰撞,也会引发失控的核聚变反应,这一次是两颗恒星一起爆发!
在以上所有的情况下,巨大的能量都是在非常短的时间内释放出来的。在几天到几周的时间里,释放出的能量相当于太阳在其整个100亿到120亿年间所释放能量的总和!原始的祖恒星都会被摧毁,留下的要么是中子星,要么是黑洞,要么什么都没有,只有一团电离等离子体和气体云。
但有时,天空中这种壮观的增光现象不会只持续几天或几周,而是会持续数年!当恒星爆发后,其周围变亮了很多,但恒星本身并没有被摧毁,只是变得比以前暗了很多,依然杵在那里!这是怎么回事呢?船底座η星是第一个在我们星系中表现出这种奇怪行为的恒星。让我们来看看它的故事。
银河系中第一个假·超新星——船底座η的故事
在星座中,天文学家将最亮的恒星命名为“α”,将第二亮的恒星命名为“β”,以此类推。所以船底座α(老人星)是船底座中最亮的恒星也是天空中的第二亮星,仅次于天狼星!
南船座是南天星座之一,原是最大的星座,但于十八世纪被拆分为四个单独的星座,分别是船帆座、船底座、船尾座和罗盘座。
在南船座中第二亮的恒星是船底座β星,沿希腊字母依次类推等等。所以在有记录历史的大部分时间里船底座η(南山二)是南船座中第七亮的恒星。
问题是,如果我们今天去天空中寻找船底座η,即使你有完美的裸眼视力和晴朗、黑暗、没有月亮的天空,我们也找不到这个第七亮的恒星。
在船底座所在的这片天空中,有大量的恒星,位于银河系的平面上,而银河系正是年轻星团形成的地方。但是船底座η有什么特别的故事呢?
1837年,船底座η经历了一次大爆发,变得比平常亮了许多倍,但没有超新星那么亮,一直持续了21年!1843年,在其亮度达到顶峰时,它被正式命名为“假超新星”(这也是第一次有人这样命名),这时的船底座η其亮度超过了船底座α星(老人星),暂时成为夜空中第二亮的恒星
在船底座η处在亮度顶峰时,船底座周围的夜空看起来就像下面这张计算机生成的模拟图。
左边是船底座η,右边是船底座α(老人星),此时的第七亮和第二亮并驾齐驱!
从1837年到1858年,船底座η像上图这样一直很亮,然后它的亮度又骤然下降。到了19世纪60年代末,肉眼基本上已经看不见它了,到了19世纪80年代和90年代,它又变亮了,然后又变暗了。在过去的100年里,它又逐渐变亮了,虽然说变亮,但目前肉眼还是无法分辨,需要一副望远镜才可以看见。看下图:
那么这颗恒星到底发生了什么?为什么要叫它“假超新星”并且亮度为何一直在变化?
上图是红外线的观测结果!这张图的第一印象告诉我们,这是一个布满尘埃的恒星形成区域,星云的核心是一个年轻的星团:船底座星团。在左下角异常显眼的恒星就是前“超新星骗子”本骗:船底座η。它依然活的好好的,一开始它突然变量人们以为它已经....!
而且我们还能看到,它不仅活的好好的,而且和这张图片中的大多数恒星一样,船底座η依然很年轻,很明亮,而且质量很大。
事实上,船底座η不仅在南船座中,甚至在整个银河系都算得上是大质量恒星之一。它的质量有太阳的100到150倍。众所周知,在银河系外的狼蛛星云中发现的超级星团R136拥有更大的恒星,其中最大的恒星有260个太阳质量!
我们都很清楚,质量越大的恒星燃烧燃料的速度越快,核心耗尽燃料的速度最快,并先于其他恒星在超新星爆炸中死亡。但是,如果某些恒星实在是太大,在体积和质量上出现了不对称,内部反应又很迅速,或者内部发展出其他不稳定因素,恒星很可能会“打嗝”,但恒星本身没有被摧毁。
但是恒星会发生了大规模的物质抛射,但恒星仍然完好无损,并继续燃烧它的燃料,尽管整体质量降低了,对恒星来说似乎这一切从未发生过。那么今天的船底座η是什么样子的?看下图:已经“吐”的不像样子了,但这还是一颗恒星!
上图是用哈勃太空望远镜拍摄的情况,显示了一个哑铃状星云和一个由喷出气体、等离子体组成的外部区域,其质量大约是太阳的20倍!图中依然可以清楚地看到,在核心仍然有一颗非常明亮的蓝色恒星。
这种操作,也属于一种自救方法!
总结:那么在将来船底座η还会变成超新星吗?
这是肯定的!但是时间上十分不确定!
在2004年我们在UGC 4904星系也发现了假超新星事件,一颗被一直确认为蓝色变星的恒星突然变亮了,发生了一次质量喷射事件,然后慢慢消失,两年后死于一场灾难性的超新星爆发!因此,假超新星现象很可能就像是地震前的一次预警:预示着有更大的事情即将发生。
但也有一些恒星物质爆发后不会马上变成超新星,就像我们星系中的恒星天鹅座P(34),在17世纪也曾变得异常明亮,但几个世纪以来一直却非常稳定。
所以这就是我们宇宙中的假·超新星的故事,一颗“装死”的巨大恒星!这样的自救可以喷射出大量的物质,也许会短暂的延长其寿命,但最终大质量恒星的命运也难逃超新星爆发的结局!