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什么是僵尸恒星

2015-01-22 20:28:15   来源:扯淡吧   评论:   点击:
摘要:“僵尸”恒星在濒临死亡时通常以最后的殉爆来结束一切,但是其又能通过吞噬周围恒星的物质“起死回生”。此种恒星通常是内部坍塌,而表面却完好无损。之后,“僵尸”恒星内部爆炸,外部完好,但最后它必然会爆炸。

僵尸恒星

  据美国太空网报道,科学家表示,暗淡发光的“僵尸”恒星揭示此恒星“尸体”仍在快速活动,并以惊人的速度在旋转,转一周仅2.6秒,并产生强烈的磁场。

  “僵尸”恒星在濒临死亡时通常以最后的殉爆来结束一切,但是其又能通过吞噬周围恒星的物质“起死回生”。此种恒星通常是内部坍塌,而表面却完好无损。之后,“僵尸”恒星内部爆炸,外部完好,但最后它必然会爆炸。

  僵尸恒星的概念

  “僵尸”这一词是从事此项工作的研究人员提出的,他们还提到了一个更加科学的术语——“软伽玛射线再暴体(SGRS)”。其中一个在银河系,另一个在附近的大麦哲伦星云中。

  这种宇宙僵尸恒星的正式名称是XS型超新星,正是这些大爆炸后的恒星“残骸”正在帮助天文学家们进一步了解暗能量的性质,这种神秘物质占据了宇宙组成的73%,并被认为是宇宙加速膨胀的原动力。

距离地球13000光年处超新星暴发残骸
距离地球13000光年处超新星暴发残骸

  僵尸恒星的形成方式

  “僵尸恒星”这个名字首先告诉我们,作为恒星,它已经死亡了,死亡之后它还会有某种活动。它的活动或者表现为向外界喷发物资,这通常是一种超新星爆发的表现。超新星爆发并不是原来想象的那么疯狂,它们还有一种微型爆发,僵尸恒星通常是指一颗已经发生过超新星爆发的恒星,再一次发生了超新星爆发。

  一颗恒星不断地发出光芒,但这个时间是有限制的,总有一天,它会耗尽氢元素这种能源,发生超新星爆发,最后留下一个致密的核心,由于最初的质量不同,这个核心的密度也就不同,或者变成中子星,或者变成白矮星,这就是恒星的尸体。

  但是,白矮星通常不会单独存在着,它会有一颗伴星,这颗伴星就是红巨星,是一种走到生命尽头的大质量恒星,它们在飞速地膨胀,拥有巨大的外壳,蔓延到空间很远的地方,这种稀疏的结构就成为白矮星的食物,白矮星会从红巨星身上吸收物质。

  它完全有这样的资本,此刻的它非常致密,因而有很大的引力,另外,那些围绕着它们的气体也已经消失了,它开始从红巨星的身上吸收物质,巨星的外壳被它吸引,首先来到它的周边,白矮星会在自己周围建立起“大圆盘”,就像是蚊香那样的“大圆盘”,一圈又一圈,最接近白矮星的物资被它吸收,这个“大圆盘”就像吸管。

  当白矮星吸收的较多,自己也承受不了以后,它便开始发生了超新星爆发,这就是微型的超新星爆发。

  微型超新星爆发是天文学家最近十几年确认的一种新型超新星,它在爆发的时候,也会抛弃一些物质,它抛弃的物质一般很小,可以达到太阳质量的万分之一或者一半。现在可以确认,微型超新星爆发就是白矮星吸收了同伴物质的结果,它的再次爆发就像是僵尸复活那样,再次显示了自己的行动。

  生活在红巨星旁边的白矮星从同伴身上索取物质,这会成为一种常态,白矮星爆发之后,还可能再一次从身边的巨星身上吸收物质,当然,达到一定的时候,还会再一次爆发。

  僵尸恒星的发现过程

  它们的直径约为10-30公里之间,质量约为太阳质量的二倍。它们是大量死亡的坍塌恒星即中子星的一部分。

  软伽玛射线再暴体(SGRs)和其它中子星的不同之处是它们拥有强亿万倍的磁场。因此这导致科学家称它们为“磁星”。而且,它们有惊人的力量:2005年一颗软伽玛射线再暴体爆发如此强烈,导致地球上层大气被此爆发改变了,尽管此恒星距离我们5万多光年远。

  这次科学家研究的天体编号为“SGR1627-41”,是美国宇航局康普顿伽玛射线天文台于1998年发现的。当时在短短6个星期里,它就发生了上百次短暂的爆发,耗尽了自己的生命。之后,它暗淡下来,于是,X射线望远镜测量了它的旋转速度。因此说在此之前,SGR1627-41是惟一一颗不知道其旋转周期的磁星。

  2008年夏天,SGR1627-41又开始爆发,欧洲宇航局的牛顿X射线天文望远镜(XMM-Newton)在2007年9月拍到了此正在暗淡恒星的晚霞,从而得到了这一新的测量结果,使它成为第二颗旋转最快的已知磁星。

  科学家一直在苦苦思索这些天体如何有强大的磁场。一种理论认为它们开始出现上面坍塌,并快速旋转,每2、3毫秒就转一周。此快速旋转的新生恒星内部有对流模式,使它成为一部高效的发电机,从而建造起如此强大的磁场。之后,其旋转随时间推移而减缓,因此,对于此旋转周期为2.6秒的磁星来说,它一定是足够老不得不减速的。此磁星年老的另一线索则是它周围还环绕着一颗超新星残体。在测量其旋转速度时,牛顿X射线天文望远镜还探测到来自此爆炸恒星残体的X射线,此残钵恒星可能就是制造此磁星的同一颗恒星。

  如果此磁星再度爆发,科学家计划再测量其旋转速度。二次测量结果之间的差异将告诉科学家此天体是如何快速减速的。

宇宙膨胀与暗能量有着密切的联系
宇宙膨胀与暗能量有着密切的联系

  研究发现

  据国外媒体报道,“僵尸”恒星在濒临死亡时通常以最后的殉爆来结束一切,但是其又能通过吞噬周围恒星的物质“起死回生”。加州大学圣巴巴拉分校天体物理学家AndyHowell使用位于夏威夷北部的拉斯昆布瑞天文台全球望远镜网观测:这些情节连好莱坞巨片的3D效果都可望不可即,与此相反,“僵尸”恒星的死亡殉爆也不是难得一见,在宇宙空间中每天都会发生,而在恒星死亡爆炸的背后,却隐藏着另一个宇宙之谜:暗能量在恒星死亡进程中扮演着何种地位?科学家发现这是一把通向暗能量之谜的关键钥匙,也正试图通过研究“僵尸”恒星死亡爆炸来解析暗能量的冰山一角。

  这类超新星是宇宙中极为特殊的一类天体,在天文学上被称为Ia型超新星,对这类神秘的天体进行详细的研究,不仅能挑开暗能量的神秘面纱,同时科学家也认为这个关系到宇宙膨胀的机制。而对超新星的直接观测于公元1054年时,距离地球6500光年金牛座的一颗超新星SN1054爆炸的情景被记录在案,爆炸产生的物质冲击环以极高的速度向外膨胀,这就是著名的蟹状星云,即NGC1952,是一个由超新星暴发后留下的残骸,其中心是一颗周期33毫秒的中子星,同时也是宇宙中最稳定高能辐射源。

  暗能量已经成为天体物理界非常热门的词汇,是过去的半个世纪内重大发现之一,宇宙中的暗能量占了全宇宙的四分之三。在过去的20年间,科学家利用Ia型超新星以及热核超新星最为宇宙中的一根“标杆”,用于监测暗能量,同时也利用其有些相同的亮等,发射功率大约是太阳的10亿倍,遂将其作为计算宇宙距离的工具。之所以将Ia型超新星成为“僵尸”恒星,是因为他们的核心已经死了。但是,他们可以通过吞噬周围伴星的物质起死回生。在过去的50年间,天文学家发现Ia型超新星更多的是一个双星系统,两个天体相互绕行,其中一个通过吮吸另一个的物质达到轮回的目的。同时这也是太阳的生命尽头的缩影,体积缩小到只有地球大小。

  当白矮星趋于Ia型超新星暴发的过程中,两者拥有相同的质量,这个是天体物理学上的一个基本限制值。然而,Howell在发表于《自然》期刊上的文献中发现:观测到在结果超过了这个限制值,这也预示着于Ia型超新星比认为的要具有更多质量类型,这个结果同样让科学家感到非常困惑。针对这个问题,Howell提出了一个假说:认为这个双星系统可能是由两个白矮星构成,随着时间的推移,两颗白矮星相互发生合并,并且在合并时发生爆炸,这个假说是一种解释这个现象的途径。

  与此同时,天体物理学家使用Ia型超新星试图建立一个宇宙膨胀的时间地图,由于我们已经发现宇宙膨胀并不是以一个相同的速率扩张,而且如果有引力存在,则局部膨胀的速度就会变慢,所以只要观测到某处宇宙空间以一个较高的膨胀率扩张却没有可看见大质量的物质存在,那个地方就存在由暗能量主导的膨胀效应。这个新发现同时还涉及到爱因斯坦的宇宙常数的概念,其是作为爱因斯坦方程的重要部分。然而,爱因斯坦当时认为宇宙是静止的,他不知道宇宙正在膨胀,所以他发现宇宙膨胀的事实之后,认为这个概念是其最大的失误。但是,事实上,宇宙常数恰恰是个伟大的成就之一,这是一个用于解释暗能量最有力的依据。

  从这点出发,暗能量可能是一个空间的某种属性,宇宙空间本身与一些能量有着关联,这也能解释为什么在宇宙空间里分布着如此大尺度的暗能量,当然这同样也是一种假说。但是,这一切的突破口就在Ia型超新星。在未来的十年内,天体物理界将对Ia型超新星进行详细的研究,从爆炸模型到演化途径,暗能量的秘密总有被揭开的一天。

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