天天看點

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

作者:魅力科學君

在我們地球人的眼中,太陽無疑是最亮的天體,它的亮度如此之高,以至于我們除了在日出和日落之外,根本就無法直視太陽。然而在宇宙中的衆多恒星裡,太陽的亮度根本就不算什麼。

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

已知最亮的恒星是蜘蛛星雲中的一顆名為“R136a1”的恒星,它在天空中位于山案座以北,距離我們大約16.3萬光年。“R136a1”是一顆O型恒星,其直徑是太陽的大約39.2倍,表面溫度至少有4.8萬攝氏度,它的全波段總光度是太陽的大約616萬倍,即使是在可見光的範圍内,其亮度也是太陽的大約16萬倍。

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

科學家根據觀測資料估算出,“R136a1”的品質至少是太陽品質的215倍,最高可達到太陽品質的265倍,這種品質看上去似乎并不算高,但實際上,它已突破了理論上的極限。

在恒星的内部一直存在着兩種力量的較量,一種是恒星的重力,它的方向是向内的,也就是讓恒星的體積收縮,另一種則是恒星核心的核聚變反應産生的能量,我們可以将其稱為“輻射壓”,它的方向是向外的,也就是讓恒星的體積膨脹。

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

一顆恒星的品質越大,其自身的重力就越大,核心的溫度和壓強就越高,核聚變反應就越激烈,“輻射壓”自然也就越強,當恒星的品質超過一個臨界值的時候,其“輻射壓”産生的就會超過恒星的重力,在這種情況下,恒星的體積就會迅速增大,而多餘的“輻射壓”則會以動能的形式向外釋放,進而抛出恒星外層的物質。

也就是說,恒星的品質并不能無限增加,當其品質超過一個臨界值的時候,恒星就會迅速損失品質,直到其内部的兩種力量達到平衡,這個臨界值被稱為“愛丁頓極限”,其理論值為150倍太陽品質。

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

然而“R136a1”的品質卻至少是太陽品質的215倍,這早已突破了理論上的極限,為什麼會這樣呢?

通常來講,恒星都是形成于原始星雲的引力坍縮,由于“愛丁頓極限”的限制,恒星應該是不可能達到像“R136a1”這麼巨大的。

是以一種認同度較高的觀點認為,“R136a1”并不是一個單獨形成的恒星,而是由兩顆甚至是多顆恒星合并而來,這些恒星可能屬于一個多星系統,在彼此引力的作用下互相圍繞,随着時間的流逝,它們互相圍繞的周期會不斷地縮短,并最終合并成一顆品質巨大的恒星。

由于品質遠超理論上的極限,“R136a1”核心的核聚變反應異常激烈,它在5秒鐘釋放的能量,就大概相當于太陽整整1年釋放的總能量。

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

在強大“輻射壓”的作用下,“R136a1”的外層物質正在持續不斷地被抛離,根據科學家的估算,“R136a1”平均每秒鐘大約會損失3.21 x 10^18千克(3210萬億噸)的品質,其恒星風的速度可以高達每秒鐘2600公裡以上。

可以想象的是,如果将這顆如此狂暴的恒星放在太陽的位置上,那麼别說是地球了,就算是在冥王星王星的運作軌道上,生命都無法承受它釋放出的能量。

宇宙中的恒星都遵循着一個規律,那就是恒星的品質越大,其“壽命”就越短,“R136a1”當然也不例外,不出意外的話,在未來的幾百萬年時間裡,“R136a1”就會走向終結,而作為人類已知最亮的恒星,“R136a1”可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中。

在“R136a1”的生命末期,其内部會形成一個具有極高溫度和壓強的環境,這會造成大量的高能伽瑪射線在其核心區域的衆多原子核附近轉變成正負電子對,由于這是一個吸收能量的過程,是以這會迅速降低恒星内部的“輻射壓”,進而導緻局部的崩潰。

人類已知最亮的恒星,可能會以一種罕見的方式消失在宇宙之中

在這種情況下,“R136a1”内部的溫度和壓強會在極短的時間内陡然上升,随後發生失衡的熱核爆炸,并在一瞬間将“R136a1”炸得粉身碎骨,當這一切結束之後,這顆恒星就徹底地消失了(沒有中子星,也沒有黑洞),這被稱為“不穩定對超新星”,其威力遠遠地超過了一般的超新星爆發。

好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見。

(本文部分圖檔來自網絡,如有侵權請與作者聯系删除)