科普:我们在夜空中看到的星星是否有的已经死亡

2020/10/19 10:08:00 来源:新浪科技 作者:任天 责编:西瓜

北京时间 10 月 19 日消息,宇宙就在那里,等着你去发现。当我们眺望宇宙时,我们也在回顾过去。光在浩瀚的宇宙空间中以有限的速度传播,如今许多到达我们眼中的光已经完成了成千上万光年的旅程。另一方面,每颗恒星的寿命也都是有限的。最短命的恒星可能总共只能活 100 万到 200 万年,其他恒星的寿命则可达数十亿年。

在地球的理想条件下,大约有 9000 颗恒星可以用肉眼看到。最近的是半人马座α星,距离我们 4.3 光年。最遥远的是仙后座 V762,大约有 16000 光年之遥。绝大多数已经存在的恒星都是质量较低、寿命较长的恒星,但最亮也最容易看到的是巨星和超巨星。

巨星是一类晚期恒星,在演变成超新星或行星状星云后不久就会消亡。超巨星是最短命的恒星,其总寿命不到 1000 万年。

一些可能已经死亡的恒星包括:

· 参宿四;

· 船底座海山二星;

· 角宿一(室女座α星);

· 飞马座 IK。

然而,这些恒星累积起来的死亡几率很低,即使是一颗恒星已经死亡的几率也不到 1%。几乎可以肯定,我们能看到的每一颗恒星都还 “活着”,这就打破了天文学中最流行的传说之一

这是在巴基斯坦喀喇昆仑山脉康科迪亚营地(Concordia Camp)拍摄的银河。经常有报道称,我们在天空中看到的许多星星已经燃烧殆尽,只是我们还不知道而已。但是,这种说法可能更像是一个传说,而不是真实的天文学情况。

在 21 世纪早期,人类已经成功地在绘制出了邻近宇宙三维空间中几乎所有的恒星。离我们最近的恒星并不一定是与我们能看到的恒星,因为天体是否可见是由距离和固有亮度共同决定的。

在真空的太空中,所有的光,无论波长或能量如何,都以相同的速度——真空中的光速——传播。当我们观察来自遥远恒星的光线时,这些光已经完成了从源头到观察者的旅程。

当我们从地球发出光信号时,它只能以光速传播。距离地球 100 光年的恒星需要等待 100 年才能收到这一信号。同样地,当我们看一颗 100 光年外的恒星时,我们看到的是它在 100 年前的样子:现在接收到的光就是在那个时候发射的。

哈勃太空望远镜拍摄的疏散星团 NGC 290,距离地球约 20 万光年。当新的恒星形成时,其质量、颜色、亮度和其他属性都各不相同。最重的恒星将是最明亮的,但寿命最短;最轻的恒星则亮度最低,但可以持续存在数万亿年。

太空中发生的许多壮观事件都来自典型的超新星。超新星的触发有两种方式,要么是核坍塌,要么是热失控(Ia 型)。质量最大的恒星可达太阳质量的数百倍,它们的寿命总共只有 100 万或 200 万年,然后就会耗尽燃料,在这样一场巨大的爆发中消亡。

我们可以用肉眼看到平面状的银河系和少数遥远的星系,但其中只有几千颗恒星可以用肉眼识别。根据视力和黑暗情况,如果能同时看到整个天空的话,大多数人能看到 6000 到 9000 颗星星。

半人马座α星包括 A 和 B(左上),与比邻星(红圈)属于同一个三合星系统。这是离地球最近的三颗恒星,它们距离地球 4.2 到 4.4 光年。半人马座α(左)和亮度稍暗但远得多的邻居半人马座β(右)很容易在南方的天空中看到。

对于普通的天文观测者来说,仙后座呈现巨大的 “W”形,十分容易辨认。然而,这个星座实际包含了成千上万颗恒星,它们的亮度更微弱,在没有天文设备的情况下是无法分辨的。在所有裸眼可见的恒星中,距离最远的是仙后座 V762,其位置比 “W”形的第二个 “V”略低。

银河系中绝大多数的恒星都是低质量、低亮度的 M 型恒星,即宇宙中的红矮星。但是,我们用肉眼所能看到的恒星中,相当大一部分是明亮、稀有的恒星,包括 O、B、A 型恒星,以及红巨星。

尽管银河系中绝大多数的恒星都是低质量和低亮度的恒星,但巨星、超巨星和大质量恒星才是最容易被看到的。最亮的红色超巨星参宿四(猎户座α星)位于图的右上方,是由左上方的蓝色超巨星演化而来的。

由哈勃太空望远镜拍摄的蛋星云(也称为 RAFGL 2688 或 CRL 2688)是一个 “前行星”星云,因为它的外层还没有被中心正在收缩的恒星加热到足够的温度。今天我们见到的许多巨星在外层完全抛离,并在白矮星 / 行星状星云的组合中消亡之前,都会演变成这样的星云。

在参宿四周围,被抛射出来的物质形成了星云。参宿四的规模就显示在内部的红圈中。这种结构类似于恒星发出的火焰,形成的原因是这颗红超巨星正在向太空释放其内部的物质。延伸的辐射超过了海王星绕太阳的轨道。参宿四有大约 1 / 4000 的几率已经死亡。

船底座星云,左侧是其中最亮的恒星——海山二(Eta Carinae)。2005 年,海山二被确认为至少是一个双星系统,也有人推断它还有一颗较大的伴星。19 世纪时,海山二发生巨大的爆发,被误认为是一次超新星事件,有人认为这可能就是第三颗伴星引起的。天文学家预测,海山二将会变成超新星或极超新星。

欧洲空间局部署的盖亚太空望远镜任务已经绘制了银河系中超过 10 亿颗恒星的分布和三维位置,这一数量是有史以来最多的。在盖亚任务观测的恒星中,很有可能不止一颗恒星已经死亡,甚至可以说,至少有几百颗恒星已经死亡。然而,其中大部分是肉眼看不到的,而且与我们的平均距离可能有数万光年。

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关键词:宇宙

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