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距地球最近的白矮星,體積等同地球,質(zhì)量卻等同太陽!未來會爆發(fā)

2023-11-13 23:06 作者:科普大世界  | 我要投稿

太陽是太陽系中的“統(tǒng)治級天體”,它的質(zhì)量占到了整個太陽系可見物質(zhì)總量的99.86%,所以太陽系中除它之外所有的天體都在圍繞著它運行。作為一顆黃矮星級別的恒星,太陽的主序星壽命大約有100億到120億年,在經(jīng)過了晚年的紅巨星階段之后,太陽將成為一顆白矮星。

白矮星的密度非常大,每立方厘米的質(zhì)量介乎于100公斤到10噸之間,所以相對于主序星階段的恒星來說,白矮星的體積小但質(zhì)量大。

距離地球最近的白矮星是天狼星B,它位于天狼星雙星系統(tǒng)中,是天狼星A的伴星,距離地球只有8.6光年。

天狼星B的體積和我們所在的地球差不多大,但是它的質(zhì)量卻是地球的33萬余倍,達到了1.02倍太陽質(zhì)量,也就是說這個白矮星的質(zhì)量比太陽還略大一點,是已知質(zhì)量最大的白矮星之一。我們可以這樣理解:天狼星B的體積等同地球,質(zhì)量卻等同太陽。

天狼星B大約形成于2.5億年前,其前身恒星的質(zhì)量大約相當于太陽的5倍,是現(xiàn)在天狼星A質(zhì)量的2.5倍左右,也就是說它曾經(jīng)是一顆比如今的天狼星A還大不少的恒星,應(yīng)該說當時是天狼星的“大哥”。

但是由于質(zhì)量較大,所以主序星過程演進的也快,天狼星B在經(jīng)過紅巨星階段以后于2.5億年前形成了白矮星,損失了4個太陽的質(zhì)量,變得比天狼星的質(zhì)量(太陽的2倍)更小了,也就是說它從天狼星的“大哥”變成了“小弟”,目前它的表面溫度大約為25000℃,是太陽表面溫度的4倍多。

天狼星雙星繞行的周期大約為50年,其距離在12億到47億公里之間變化,就是兩者軌道近點和遠點的距離,大約相當于太陽系中土星和海王星相對于太陽的距離,但它們是兩個恒星級別的天體,其距離是相當近的,所以在天狼星B的紅巨星階段,它噴發(fā)出的大量的氣體都能被天狼星A所捕獲,這當然可以增加天狼星A的質(zhì)量。

所以天狼星A之所以是地球夜空中最亮的恒星,它的伴星天狼星B也是曾經(jīng)出了一份力的。

天狼星B的主要元素是碳和氧元素,這是它在紅巨星階段的氦及以上元素的核聚變產(chǎn)生的,但天狼星B的表層仍然以氫元素居多,其外層大氣層幾乎為純氫,這是因為它強大的引力將噴發(fā)出的部分氫氣給吸了回來,而且它還能吸取天狼星B噴發(fā)出的恒星風(主要物質(zhì)是氫離子),白矮星強大的引力可以將捕獲的氫元素壓成金屬氫和液態(tài)氫,上層大氣以氫氣為主,有報道稱在天狼星B的大氣光譜中看不到氫之外的任何其它元素。

白矮星這種天體有它的質(zhì)量下限和上限,分別是太陽質(zhì)量的0.5倍到1.44倍,如果質(zhì)量上限超過太陽的1.44倍,那么白矮星就會發(fā)生Ia型超新星爆發(fā),而且這種爆發(fā)并不會進一步形成中子星,而是會在一場巨大的爆炸中灰飛煙滅。

Ia型超新星爆發(fā)可以產(chǎn)生極強的亮光,因為它的能量釋放基本是恒定的,這類超新星爆發(fā)產(chǎn)生的光亮也大致相同,因此也被稱為“標準燭光”,天文學家可以通過它來判斷星際天體的距離。

天狼星B的質(zhì)量今后仍然會不斷增加,因為它與天狼星A的距離很近,等到天狼星A進入到紅巨星階段的時候,它還會向外大量噴發(fā)氫氣等物質(zhì),這些物質(zhì)中的一部分會被天狼星B捕獲吸取。

當天狼星b達到太陽質(zhì)量1.44倍的時候,它就會發(fā)生Ia型超新星爆發(fā),而由于它與地球的距離只有8.6光年,那么它發(fā)出的可見光和各種射線會在8.6年后到達地球,在地球上看天狼星方向?qū)浅C髁?,它遠遠超過滿月的亮度,甚至如同又增加了一個太陽。

這對地球生物來說可不是什么好事情,因為這將增加地表和大氣的溫度,快速改變地球的氣候。

而如果它的伽馬射線暴的方向向著地球,那么地球表面將會受到其伽馬射線暴的沖擊,對地球生物來說,這更是瞬間的致命打擊。

所以天狼星B實際上是一顆十分危險的星球,好在目前它的質(zhì)量距離爆發(fā)還差很多,而天狼星A作為主序星的時間還有10億年,等到大約10億年后天狼星A成為紅巨星,天狼星B才有可能因為大量吸取物質(zhì)而發(fā)生超新星爆發(fā),目前來看還是不用擔心它的。

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