恒星 罕见!天文学家第一次发现“死星”引爆恒星,《三体》光粒成真?


恒星 罕见!天文学家第一次发现“死星”引爆恒星,《三体》光粒成真?
文章图片

恒星 罕见!天文学家第一次发现“死星”引爆恒星,《三体》光粒成真?
文章图片

恒星 罕见!天文学家第一次发现“死星”引爆恒星,《三体》光粒成真?
文章图片

恒星 罕见!天文学家第一次发现“死星”引爆恒星,《三体》光粒成真?
文章图片


近年来 , 天文学家发现了越来越多的天体大碰撞事件 。 2015年 , 激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到了来自于13亿光年外的引力波 , 这是由遥远河外星系中的两个恒星级黑洞碰撞的结果 。
2017年 , 天文学家探测到一起与众不同的引力波 , 这一次还几乎同时接收到了无线电波、红外线、X射线、伽马射线等各种波段的电磁波 , 其来源是1.3亿光年外的两颗中子星碰撞 。
今年6月 , 天文学家再次探测到两起引力波事件 , 它们分别是来自9亿和10亿光年外的黑洞和中子星的碰撞结果 , 这两种致密天体之间的碰撞首次被观测到 。
现在 , 根据《科学》(Science)杂志刊载的一项新研究[1
, 加州理工学院的天文学家首次发现了一种罕见的天体大碰撞事件 , 一颗致密的天体 , 要么是黑洞 , 要么是中子星 , 撞击了一颗恒星的核心 , 并且引爆了该恒星 , 产生了一种新的超新星 。 那么 , 这种罕见的碰撞事件是如何发生的呢?致密天体又是来自哪里?
在宇宙中 , 像太阳系这样的单恒星系统占比不到一半 , 另外一大半恒星都是属于双恒星及以上的多恒星系统 , 例如 , 位于8.7光年外的格利泽65就是一个双星系统 , 两颗质量为太阳十分之一的红矮星在互相绕行 。 先前还有研究表明 , 所有恒星可能都是成对诞生的 。
恒星的质量有大有小 , 不同质量的恒星将有不同的结局 , 所以双恒星系统就会产生不同的碰撞事件 。 恒星不会一直“燃烧”下去 , 质量越大的恒星 , 消耗核聚变燃料的速率越快 , 它们的寿命就会越短 , 质量越小的恒星反而能燃烧更久 。
对于质量不到太阳8倍的低质量恒星 , 它们在膨胀成红巨星后 , 外层将会逐渐剥离 。 核心中的物质被自身重力强烈压缩 , 电子壳层被打破 , 电子不受束缚地在原子核间自由运动 , 这样的天体就是白矮星 。
对于质量8倍以上的大质量恒星 , 它们在膨胀成红超巨星后 , 将会引来极为壮烈的结局——爆炸成超新星 , 一下子就能释放出太阳在100亿年里所能产生的能量 。 如果用肉眼观测 , 我们最远所能看到的恒星估计只有1.6万光年 , 而我们最远能够看到的超新星远在75亿光年之外 。
如果大质量恒星的质量不到太阳的20倍 , 那么 , 在经历超新星爆发后 , 它将会留下一个质量为太阳2倍左右的致密核心 , 电子被重力挤入原子核中 , 结合质子变成中子 , 这就是中子星 。
如果质量超过太阳20倍 , 将会留下3倍太阳质量以上的核心 , 物质被无限压缩到无穷小的奇点中 , 这会让周围一片空间弯曲到闭合 , 可以把光也困在里面 , 这样的天体就是黑洞 。
“死星”引爆正常的恒星
在这项新研究中 , 天文学家通过甚大阵射电望远镜(VLA)发现了非常明亮的射电源VT J121001+495647 , 距离地球4.8亿光年 。 分析显示 , 这是一颗死亡恒星撞击伴星的结果 , 但并不清楚这颗“死星”究竟是中子星还是黑洞 。
在这个双星系统中 , 死星原本是一颗大质量恒星 , 它更快耗尽燃料爆炸成超新星 , 最终演变成了一个致密天体 。 相比之下 , 伴星的质量更小 , 还能进行核聚变反应 , 不断产生能量 。
【恒星|罕见!天文学家第一次发现“死星”引爆恒星,《三体》光粒成真?】
两颗天体互相绕行不断辐射出引力波 , 导致轨道不断衰减 , 它们互相螺旋靠近 。 经过数亿年乃至数十亿年的时间后 , 当它们的距离足够近时 , 这颗死星的强大引力撕开了伴星的外层 , 在它们周围形成了一团巨大的气体圈 。
在气体圈中 , 阻力大幅增大 , 从而加速了它们的相撞 。 最终 , 死星掉进伴星的核心中 , 极端的引力直接引爆了这颗正常的恒星 , 产生了一颗前所未见的超新星 。
看到这里 , 大家可能会想到《三体》中著名的文明清理工具——光粒 。 这种光粒能以极为接近光速的速度前进 , 根据爱因斯坦相对论的质增效应 , 它具有极其巨大的动能 , 可以摧毁恒星结构 , 引爆恒星 。

推荐阅读