天狼星又叫大犬座α星,位于大犬座,距离地球约 8.6 光年,是夜空中最亮的恒星,视星等为-1.46,比其他恒星都要亮,几乎为第二亮恒星老人星的两倍,因此在夜空中非常容易被识别。不过,其亮度仍然比不过木星和金星,水星和火星在夜空中偶尔也会比天狼星更亮。
在古埃及,天狼星被视为尼罗河泛滥的标志,因为它的出现与尼罗河的泛滥季节相吻合。在中国古代,天狼星则被视为不吉利的象征。
其实,天狼星是一个双星系统,由一颗主星和一颗伴星构成。1844年,德国天文学家贝塞尔根据天狼星的移动路径推断天狼星是一颗双星,存在一颗伴星。1862年美国天文学家克拉克验证了这一推测。
我们在夜空中用肉眼所看到的那颗明亮的天狼星其实是天狼星A,它是一颗处于主序星阶段的蓝矮星,呈蓝白色,质量约为太阳的 2 倍,半径约为太阳的 1.7 倍。太阳就是一颗处于主序星阶段的黄矮星。而天狼星A的那一颗伴星天狼星B,则是一颗白矮星,质量接近太阳,但体积却比地球小。
天狼星B是人类所观测到的第1颗白矮星,并且是已知质量最大的白矮星之一。白矮星和中子星都属于的密度非常大的致密星,是恒星衰老死亡后的产物。白矮星密度最高可达每立方厘米10吨,所以相对于主序星阶段的恒星来说,白矮星的不仅体积小且质量大。白矮星虽然内部不再发生核聚变,但残余的热量仍然使得表面温度非常高,可达数万摄氏度,因此它们会发出白色的光芒。
根据科学家的推测,天狼星B是由一颗质量大约相当于太阳质量5倍的恒星衰老死亡后所形成的,大约形成于2.5亿年前。也就是说,天狼星B的前身是一颗比天狼星A还大不少的恒星。但在发生超新星爆发,损失大约4个太阳质量后,天狼星B摇身一变,由大哥变成了小弟。
白矮星的形成过程可以分为两个阶段。
首先,恒星耗尽核心氢燃料后,内部辐射压减弱,核心会开始收缩,温度和密度都会急剧升高,并引发多轮更为猛烈的核聚变,使得恒星外层不断膨胀,形成红巨星。
然后,当核心的温度和密度足够高时,恒星外层绝大部分外层物质都将喷发到太空中,形成星云,余下的核心部分会继续收缩,形成一个小而致密的白矮星。
天狼星B与天狼星A平均相距20个天文单位,即这两颗双星之间的平均距离是地球和太阳距离的20倍。观测数据显示,它们都在偏心率颇大的轨道上互相绕行,绕行周期约50年。
天狼星A虽然更大更亮,但这同时也意味着它的寿命比太阳更短。由于天狼星B与天狼星A之间距离比较近,当天狼星A进入红巨星阶段后,其所喷发出的大量物质会被天狼星B所捕获,从而增加天狼星B的质量。
白矮星这种天体有质量上限,其最大质量只能是太阳质量的1.4倍左右。目前天狼星B的质量与太阳差不多,如果它的质量再继续增加,接近或者超过其质量上限,那么它就将变得不稳定,最终引发超新星爆发。
不过这大概率不会让天狼星B由白矮星转变成为一颗中子星,天狼星B将在这一场猛烈的爆炸中灰飞烟灭。那时天狼星方向将在一段时间内极为明亮,比天空中的满月还亮。
在地球附近有发生超新星爆发,可不是什么好事,这可能会对地球产生影响。超新星爆发过程中所释放出的能量极为巨大,如果该过程中所产生的伽马射线暴对准了地球方向,将会对地球大气等产生很严重的影响,这对地球生命是致命打击。根据科学家的推测,地球历史上某些物种大灭绝事件,可能就与地球附近发生的超新星爆发有关。
但好在天狼星A在主序星阶段还能稳定地持续约10亿年,然后才会进入红巨星阶段,那时才有可能成为地球生命十分巨大的潜在威胁。不过10亿年对人类来说实在太过漫长,因此我们完全没必要担心。
天狼星是三恒星系统,其中一颗爆发了一次,对太阳系伤害较大,地球也经历了一次生物大灭绝事件