10.22 不死之星海山二?銀河系永不消逝的燈塔

不死之星海山二?銀河系永不消逝的燈塔

船底座海山二星 (Eta Car)是質量巨大的恆星中距離地球最近的一顆,距離太陽為7000至8000光年,是亮度排名第四的恆星。1677年,愛德蒙·哈雷第一次紀錄下海山二,是顆2等星。1730年,它已經變得相當明亮,成為船底座最耀眼的恆星。1782年又變暗淡。1820年開始再度變亮。1827年時,海山二變亮超過10倍。1841年,活動達到最高峰。期間亮度甚至比天狼星還要高,以至於白天都可以看到。 1843年4月,海山二星是地球夜空中排行第二的亮星。1856年之後肉眼就不可見了。1892年達到了6等,之後又再次消退。1940年以來,它一直在變亮。1998年至1999年,海山二的亮度突然加倍。2007年時,可以用肉眼就很容易觀測到。到2014年,亮度已經超過4.5等。

目前,海山二的亮度已經超過5等,是太陽的500萬倍,為高光度藍變星,外圍形成了一個很大的行星狀星雲,但依然繼續劇烈的噴發。海山二非常有可能是一對雙星,由一個100~200倍太陽質量的B型高光度藍變星和一個30~80倍太陽質量的WC型沃爾夫拉葉星組成,主星有著大幅度的物質噴發和極端的亮度變化,高溫伴星則輻射出大量的紫外線。雙星擁有一個週期為5.52年的高偏心率的橢圓軌道。

不死之星海山二?銀河系永不消逝的燈塔

圖1 海山二爆炸(來源:J. HESTER / ARIZONA STATE UNIVERSITY, NASA / ESA)

這張圖顯示出兩個清楚的充滿著氣體與塵埃的圓形突出部分,一個炙熱的中央區域,以及一些奇怪的至今仍然無法解釋的輻射狀條紋。

海山二星的爆炸威力遠遠小於超新星爆炸,但卻可以產生出與超新星爆炸形成的極為類似的輻射波紋。因此經常被科學家們搞混,戲稱為超新星的“冒名頂替者”。有意思的是,科學家們依然認為,海山二星爆炸和超新星爆炸一樣,是死亡之前的表層氫元素的釋放方式。每過一千年,海山二星都可以釋放出質量約為10倍於太陽的氫氣,並且不斷的增加自身的體表亮度,最終達到超新星的亮度,走向毀滅。

然而,令科學家們至今難以完全理解的是:海山二星至今也沒有達到超新星的亮度,更沒有毀滅。

為什麼如此巨大的爆炸沒能將海山二毀滅?

科學研究人員認為:唯一解釋就是有什麼東西給予了海山二足夠的能量讓它拋射外層物質,但卻不足以讓它完全湮滅自身。於是,他們在計算機裡進行模擬,直接加入第3顆恆星,而且發生質量交換。

三合星系統由兩顆大質量的密近雙星和一顆長週期的伴星組成。當密近雙星中質量較大的那顆演化到生命後期時,它開始膨脹。由於兩顆恆星相距很近,膨脹的外層很快就越過了雙方的引力平衡點轉移到相對較小質量的伴星上。隨著質量轉移的持續進行,伴星質量最終超過了100個太陽,並變得極端明亮,成為當前海山二主星的前身;而原先的主星,現在只剩下約30個太陽質量,它的整個氫外殼全部褪淨並基本轉移到伴星,裸露出氦內核。結果兩個恆星合併在一起,產生爆炸。

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圖2 海山二系統的演化示意圖

但是,這個計算機模擬明顯違反了牛頓的萬有引力定律:質量小的恆星反而吞噬了質量大的恆星,並且發生爆炸。真是咄咄怪事。

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圖3 NASA2019年7月1日發佈的海山二(Eta Carinae)的一張新照片

從圖1、3來看,海山二就是一個恆星的兩極爆發。因為塵埃較厚,看不到中心的新星。但從另一個角度去看,就應該是一次爆炸。不需要第二顆恆星,更不需要第三顆恆星。太陽也爆炸過,可惜沒有留下遺蹟。

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圖4 超新星爆炸正面

在宇宙中,恆星兩極噴發是非常正常的事情。其實就是恆星中心核聚變產生的能量從兩極噴發出來。如果兩極不能正常噴發,憋久了,真的會發生爆炸,但依然是向兩極爆炸。爆炸的結果是恆星的核心暴露出來,有時能夠看到中心好像有顆新星。如果爆炸能量不足,中心的新星就會被塵埃遮擋。但不論怎樣,從側面看,恆星噴發都是兩個豆瓣的樣子,叫螞蟻也行,叫蝴蝶也行。

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圖5 螞蟻星雲

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圖6 蝴蝶星雲

恆星為什麼不停地噴發呢?簡單地說,是恆星核心核聚變產生大量能量的釋放。從更深層次來看,則是恆星系旋渦力作用的結果。恆星系旋渦裡不僅有電磁力、強弱引斥力,還有引力和暗能量。當引力在核心轉換成暗能量時,就會推動核心的高速粒子從兩極噴發出去。恆星的核聚變不停止,噴發就不會停止。如果兩極噴發通道被阻,就會發生爆炸。僅此而已。如果把海山二看做銀河系裡的燈塔,那麼這個燈塔還會繼續照耀,其壽命還長著哪。

當然,你也可以認為我是胡說八道。我也自認為真的是離經叛道。宇宙中那麼多爆炸的恆星,只應該有一種放之四海而皆準的模型或理論,不應該我的也對,他的也對。讓我們拭目以待大自然的檢驗。

參考文獻:袁玉剛著《旋渦裡的宇宙》,甘肅科技出版社2008年出版


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