此恒星体积似地球,重量却胜太阳,或成地球大患

兔斯基聊科学 2024-11-07 10:40:10

在浩渺无垠的天空中,存在着这样一颗璀璨明亮的恒星,每当它伴随太阳从东方地平线缓缓升起,尼罗河的河水便开始汹涌泛滥。泛滥的尼罗河水滔滔不绝,灌溉着两岸广袤无垠的大片田地,给古代埃及人带来了丰收的殷切希望。正因如此,古代埃及人将这一天庄重地定为新一年的起始,并将这颗神奇的恒星奉为神明,为其大兴土木建造神庙,虔诚供奉。

天狼星 这颗充满神秘色彩的恒星便是天狼星。在不同国家的人类文明历程中,天狼星都扮演着至关重要的角色。在此,我们暂且不探讨有关天狼星的文化内涵,而是将目光聚焦于天狼星身旁的神秘伙伴。天狼星还有伙伴?没错,天狼星实则是一个双星系统。我们平日里所提及的天狼星通常指的是天狼星 A,而天狼星 A 还有一颗肉眼难以察觉的伴星——天狼星 B。在辽阔的天空中,天狼星极易被辨认。沿着猎户座那组成猎户腰带的三颗斜星往左下方眺望,便能看到一颗格外明朗的恒星,此乃天狼星。

天狼星A和天狼星B 天狼星是天空中除太阳之外最为明亮的恒星。这是由于它与地球的距离相对较近,仅 8.6 光年。再者,天狼星 A 乃是一颗蓝矮星,其规模比太阳更为庞大。天狼星 A 的直径约为太阳的 1.7 倍,质量为太阳的 2 倍,亮度更是高达太阳的 25 倍。由于距离地球较近、自身体积庞大且亮度极高,天狼星从而成为了夜空中最为闪耀的恒星。

那么,我们所谈及的天狼星 A 的伙伴——天狼星 B,又是何种情形呢?天狼星 B 极为有趣。它乃是一颗白矮星。举例来说,像太阳这类由于质量相对较小而归属于黄矮星的恒星。在其演化的末期,会首先经历体积的膨胀,转变为红巨星,而后内部的核聚变反应将会停止。此时,太阳便会坍塌并化作一颗白矮星。简而言之,白矮星乃是演化至末期的恒星,其体积微小,亮度偏低,但质量巨大,密度极高。尽管白矮星的温度同样颇高,然而其内部已然停止了核聚变反应。从这一角度来看,白矮星宛如已经“死亡”的恒星。

天狼星A和太阳比较 天狼星 B 是当前人类已知的质量最大的白矮星。科学家预估,天狼星 B 的质量大约是太阳的 1.018 倍。千万不要小觑了小数点后面的这 0.018 倍!太阳质量的 0.018 倍,相当于 60 个地球的质量啊。尽管天狼星 B 的质量比太阳还要庞大,但其体积却异常渺小,仅与地球大小相当。

不妨想象一下,一个体积仅有地球般大小的天体,质量却能与太阳相媲美,由此可想而知,它的密度是何等的巨大!太阳的质量是地球的 33 万倍,天狼星 B 的质量与太阳相当,那么其密度便是地球密度的 33 万倍。地球的密度大约是 5.5 吨/立方米,那么天狼星 B 的密度则高达 165 万吨/立方米。咱们再打个比方,一块普通的手机,质量大概在 100 克到 150 克之间,体积约为 50 立方厘米!倘若这是同等体积的天狼星 B 的物质,其重量将会达到 8 吨有余!是不是令人感到毛骨悚然!

天狼星B和地球大小比较 然而,这并非天狼星 B 真正令人胆寒之处。科学家们认为,在未来,天狼星 B 或许会发生爆炸,从而直接威胁到地球生命的安全。为何科学家会有如此论断呢?在广袤的宇宙中,一些大质量的恒星在其演化的末期,会以超新星爆炸的形式终结自身的存在。

超新星爆炸堪称宇宙中最为剧烈的天体爆炸现象。而在超新星爆炸中,存在一种类型,正是由白矮星所引发的 Ia 型超新星爆炸。科学家通过研究发现,在双星系统中,白矮星会源源不断地从其伴星那里获取物质,如此一来,它的质量便会持续增加。当这颗白矮星的质量抵达一个极限值,也就是天文学家所定义的“钱德拉塞卡极限”,即太阳质量的 1.44 倍时,这颗原本已经熄灭的白矮星将会“死灰复燃”,从而引发 Ia 型超新星爆炸。

天狼星B偷取天狼星A 的物质 那么,天狼星 B 存在这种爆炸的可能性吗?就目前的情况来看,它是安全的。因为天狼星 B 与天狼星 A 之间的距离较为遥远,大约等同于天王星到太阳的距离(29 亿公里)。当下的天狼星 B 无法从天狼星 A 那里获取物质以增加自身的质量。

然而,大约在 10 亿年后,天狼星 A 将会演变成一颗红巨星,其体积将会膨胀至极大。那个时候,天狼星 B 会捕获天狼星 A 的物质来增加自身的质量吗?倘若存在这种可能性,当天狼星 B 的质量迅速增长至钱德拉塞卡极限值,便会引发令人恐惧的 Ia 型超新星爆炸。地球距离天狼星仅有短短的 8.6 光年,在如此近的范围内,倘若发生超新星爆炸,即便爆炸产生的伽马射线暴“枪口”没有对准地球,其带来的危险也是难以估量的。

Ia 型超新星爆炸 所幸的是,科学家经过精密的计算发现,尽管天狼星在转变为红巨星后体积会膨胀许多倍,但是它依然处于洛希瓣的范围之内。这意味着天狼星 A 的物质不会流失至天狼星 B 之上。如此一来,天狼星 B 也就不会发生超新星爆炸。地球依然是安全的。地球附近不存在质量极其巨大的恒星,因而不会受到超新星爆炸的威胁。并且,仅有的潜在威胁——天狼星 B 也没有机会发生超新星爆炸,对于生活在地球上的人类和其他生命而言,这无疑是极其幸运的。

1 阅读:41

兔斯基聊科学

简介:欢迎关注!