“僵尸恒星”這個名字首先告訴我們,作為恒星,它已經(jīng)死亡了,死亡
一顆恒星不斷地發(fā)出光芒,但這個時間是有限制的,總有一天,它會耗盡氫元素這種能源,發(fā)生超新星爆發(fā),最后留下一個致密的核心,由于最初的質(zhì)量不同,這個核心的密度也就不同,或者變成中子星,或者變成白矮星,這就是恒星的尸體。
但是,白矮星通常不會單獨存在著,它會有一顆伴星,這顆伴星就是紅巨星,是一種走到生命盡頭的大質(zhì)量恒星,它們在飛速地膨脹,擁有巨大的外殼,蔓延到空間很遠的地方,這種稀疏的結(jié)構(gòu)就成為白矮星的食物,白矮星會從紅巨星身上吸收物質(zhì)。
它完全有這樣的資本,此刻的它非常致密,因而有很大的引力,另外,那些圍繞著它們的氣體也已經(jīng)消失了,它開始從紅巨星的身上吸收物質(zhì),巨星的外殼被它吸引,首先來到它的周邊,白矮星會在自己周圍建立起“大圓盤”,就像是蚊香那樣的“大圓盤”,一圈又一圈,最接近白矮星的物資被它吸收,這個“大圓盤”就像吸管。
當白矮星吸收的較多,自己也承受不了以后,它便開始發(fā)生了超新星爆發(fā),這就是微型的超新星爆發(fā)。
微型超新星爆發(fā)是天文學家確認的一種新型超新星,它在爆發(fā)的時候,也會拋棄一些物質(zhì),它拋棄的物質(zhì)一般很小,可以達到太陽質(zhì)量的萬分之一或者一半??梢源_認,微型超新星爆發(fā)就是白矮星吸收了同伴物質(zhì)的結(jié)果,它的再次爆發(fā)就像是僵尸復活那樣,再次顯示了自己的行動。
生活在紅巨星旁邊的白矮星從同伴身上索取物質(zhì),這會成為一種常態(tài),白矮星爆發(fā)之后,還可能再一次從身邊的巨星身上吸收物質(zhì),當然,達到一定的時候,還會再一次爆發(fā)。[1]
科學家研究發(fā)現(xiàn),暗淡發(fā)光的“僵尸”恒星揭示此恒星“尸體”仍在快速活動,并以驚人的速度在旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)一周僅2.6秒,并產(chǎn)生強烈磁場。[2]
科學家研究的天體編號為“SGR1627-41”,是美國宇航局康普頓伽瑪射線天文臺于1998年發(fā)現(xiàn)的。當時在短短6個星期里,它就發(fā)生了上百次短暫的爆發(fā),耗盡了自己的生命。之后,它暗淡下來,于是,X射線望遠鏡測量了它的旋轉(zhuǎn)速度。因此說在此之前,SGR1627-41是惟一一顆不知道其旋轉(zhuǎn)周期的磁星。
后來,SGR1627-41又開始爆發(fā)。
據(jù)國外媒體報道,“僵尸”恒星在瀕臨死亡時通常以最后的殉爆來結(jié)束一切,但是其又能通過吞噬周圍恒星的物質(zhì)“起死回生”。加州大學圣巴巴拉分校天體物理學家Andy Howell使用位于夏威夷北部的拉斯昆布瑞天文臺全球望遠鏡網(wǎng)觀測:這些情節(jié)連好萊塢巨片的3D效果都可望不可即,與此相反,“僵尸”恒星的死亡殉爆也不是難得一見,在宇宙空間中每天都會發(fā)生,而在恒星死亡爆炸的背后,卻隱藏著另一個宇宙之謎:暗能量在恒星死亡進程中扮演著何種地位?科學家發(fā)現(xiàn)這是一把通向暗能量之謎的關(guān)鍵鑰匙,也正試圖通過研究“僵尸”恒星死亡爆炸來解析暗能量的冰山一角。[6]
距離地球13000光年處超新星暴發(fā)殘骸
這類超新星是宇宙中極為特殊的一類天體,在天文學上被稱為Ia型超新星 ,對這類神秘的天體進行詳細的研究,不僅能挑開暗能量的神秘面紗,同時科學家也認為這個關(guān)系到宇宙膨脹的機制。而對超新星的直接觀測于公元1054年時,距離地球6500光年金牛座的一顆超新星SN 1054爆炸的情景被記錄在案,爆炸產(chǎn)生的物質(zhì)沖擊環(huán)以極高的速度向外膨脹,這就是著名的蟹狀星云,即NGC 1952,是一個由超新星暴發(fā)后留下的殘骸,其中心是一顆周期33毫秒的中子星,同時也是宇宙中最穩(wěn)定高能輻射源。[7]
暗能量已經(jīng)成為天體物理界非常熱門的詞匯,是過去的半個世紀內(nèi)重大發(fā)現(xiàn)之一,宇宙中的暗能量占了全宇宙的四分之三。在過去的20年間,科學家利用Ia型超新星以及熱核超新星作為宇宙中的一根“標桿”,用于監(jiān)測暗能量,同時也利用其有些相同的亮等,發(fā)射功率大約是太陽的10億倍,遂將其作為計算宇宙距離的工具。之所以將Ia型超新星成為“僵尸”恒星,是因為他們的核心已經(jīng)死了。但是,他們可以通過吞噬周圍伴星的物質(zhì)起死回生。在過去的50年間,天文學家發(fā)現(xiàn)Ia型超新星更多的是一個雙星系統(tǒng),兩個天體相互繞行,其中一個通過吮吸另一個的物質(zhì)達到輪回的目的。同時這也是太陽的生命盡頭的縮影,體積縮小到只有地球大小。
當白矮星趨于Ia型超新星暴發(fā)的過程中,兩者擁有相同的質(zhì)量,這個是天體物理學上的一個基本限制值。然而,Howell在發(fā)表于《自然》期刊上的文獻中發(fā)現(xiàn):觀測到在結(jié)果超過了這個限制值,這也預示著于Ia型超新星比認為的要具有更多質(zhì)量類型,這個結(jié)果同樣讓科學家感到非常困惑。針對這個問題,Howell提出了一個假說:認為這個雙星系統(tǒng)可能是由兩個白矮星構(gòu)成,隨著時間的推移,兩顆白矮星相互發(fā)生合并,并且在合并時發(fā)生爆炸,這個假說是一種解釋這個現(xiàn)象的途徑。
宇宙膨脹與暗能量有著密切的聯(lián)系
與此同時,天體物理學家使用Ia型超新星試圖建立一個宇宙膨脹的時間地圖,由于我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹并不是以一個相同的速率擴張,而且如果有引力存在,則局部膨脹的速度就會變慢,所以只要觀測到某處宇宙空間以一個較高的膨脹率擴張卻沒有可看見大質(zhì)量的物質(zhì)存在,那個地方就存在由暗能量主導的膨脹效應。這個新發(fā)現(xiàn)同時還涉及到愛因斯坦的宇宙常數(shù)的概念,其是作為愛因斯坦方程的重要部分。然而,愛因斯坦當時認為宇宙是靜止的,他不知道宇宙正在膨脹,所以他發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的事實之后,認為這個概念是其最大的失誤。但是,事實上,宇宙常數(shù)恰恰是個偉大的成就之一,這是一個用于解釋暗能量最有力的依據(jù)。
從這點出發(fā),暗能量可能是一個空間的某種屬性,宇宙空間本身與一些能量有著關(guān)聯(lián),這也能解釋為什么在宇宙空間里分布著如此大尺度的暗能量,當然這同樣也是一種假說。但是,這一切的突破口就在Ia型超新星。在未來的十年內(nèi),天體物理界將對Ia型超新星進行詳細的研究,從爆炸模型到演化途徑,暗能量的秘密總有被揭開的一天。