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萬物總有終結(jié),恒星的暮年又是怎樣?

 天文在線 2023-04-08 發(fā)布于云南

南半球恒星的死亡

恒星,同其宇宙中其他可見的天體一樣,有著確定的生命周期。恒星產(chǎn)生于氣體與塵埃云之中,它們以特有的方式生存著,并最終走向死亡。這一規(guī)律對(duì)我們所知道的每一個(gè)顆恒星都適用,無關(guān)體積與質(zhì)量。一些非常大的恒星死于災(zāi)難性的大爆炸,我們將這種爆炸稱為“超新星”。有人嘆息。這不應(yīng)該是恒星的命數(shù),它應(yīng)該有個(gè)更加溫和的結(jié)局。

             

1圖源:BEST-WALLPAPER

類太陽恒星(太陽有著相似的質(zhì)量和年齡的恒星)死后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾行菭钚窃疲@種天體在天空中形成一種近乎行星狀的天體,曾被一個(gè)多世紀(jì)之前或者更早的天文學(xué)家們用低功率望遠(yuǎn)鏡所觀測(cè)到。它們與行星無關(guān),但是卻與某些恒星的演化有著必要聯(lián)系。天文學(xué)家懷疑,如果條件允許,太陽可能會(huì)以行星狀星云的形式終結(jié)。這樣的話,它的大部分質(zhì)量將會(huì)流失于宇宙之中,并且它的部分將會(huì)燃亮它附近的氣體與塵埃云。對(duì)于從另外一個(gè)星球的人來說,望遠(yuǎn)鏡中垂死的太陽像是一只宇宙幽靈。             

2行星狀星云,圖源:Hellowallpaper

             

3M27行星狀星云,圖源:nasa.baike

觀察夜梟星云

歐洲南方天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)這樣的幽靈遺跡,別稱“南夜梟星云”。這一不斷膨脹的氣體與塵埃云約有四光年大小,包含一些過去在內(nèi)部所產(chǎn)生的物質(zhì)與大氣層。如今,這些元素(例如氫,氦,碳,氧,氮等)擴(kuò)散至星際空間中,可能會(huì)孕育出新一代的恒星。

             

4夜梟星云,圖源:china.com

行星狀星云是由什么構(gòu)成的?

要形成行星狀星云,衰老的恒星必須有確定的規(guī)格:它的質(zhì)量應(yīng)該小于太陽質(zhì)量的八倍。質(zhì)量更大的恒星將以戲劇性的超新星爆炸的方式結(jié)束生命,它們同樣擴(kuò)散物質(zhì)以豐富恒星之間的空間(也被成為“星際介質(zhì)”)。

隨著質(zhì)量較小的恒星的衰老,“恒星風(fēng)”的活動(dòng)使它們逐漸喪失外層大氣。太陽有一種恒星風(fēng)稱為“太陽風(fēng)”,這是垂死恒星所爆發(fā)的一種溫和風(fēng)暴。

             

5太陽風(fēng)活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的日冕物質(zhì)拋射,圖源:qqzhi

當(dāng)垂死恒星外層消失后,殘留的熱恒星核升溫,并且開始輻射紫外線,紫外線會(huì)激活周圍的氣體(使其電離)并使之發(fā)光。

太陽的淺緩呼吸

一旦行星狀星云逐漸消失,剩余的恒星殘留物將會(huì)再燃燒約十億年直到耗盡所剩的燃料。隨后,它會(huì)歷經(jīng)數(shù)十億年來冷卻,變成一顆雖然很小但是又熱又密集的白矮星。太陽在未來的十億年內(nèi)將會(huì)制造出一個(gè)行星狀星云,在其暮年化為白矮星,發(fā)射可見光和紫外線,甚至是X-射線輻射。

             

6演變過程,圖源:zhidao.baidu

行星狀星云在宇宙的化學(xué)富集和演化中起著重要作用,元素在恒星內(nèi)部產(chǎn)生后歸于宇宙,豐富了星際介質(zhì),它們結(jié)合在一起形成新的恒星、建造行星,如果條件合適,對(duì)生命的形成與演化也有著重要影響。我們與地球上其余的生物的出現(xiàn)歸于那些存在后又轉(zhuǎn)變?yōu)榘装堑墓爬虾阈腔蛘邔⑵渌械脑財(cái)U(kuò)散到太空中的爆炸的超新星。這就是為什么我們將自己視為“滄海一粟”,更具詩意地說,是一顆死去恒星所縈繞的記憶塵埃。

作者: Carolyn Collins Petersen

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