登陆注册
2939400000004

第4章 摇银河系的秘密(3)

研究表明,恒星的质量大多为太阳质量的百分之几到150倍。一般恒星的质量为0.1~10个太阳质量。如果是质量再大的恒星,它就要爆炸瓦解。如果是质量再小的恒星,它的中心温度就不会很高,也就不能成为具有恒星性质的天体。由此可见,恒星质量差别比体积差异小得多。根据一颗恒星绕另一颗恒星的运动,可以利用开普勒第三定律计算出恒星的质量关系。

现在已知质量最大的恒星之一如HD93250星,它的质量大约是太阳质量的120倍。HR2422双星的主星和伴星质量大约都是太阳的59倍,角宿一双星的主星质量约为太阳的10倍,五车二双星中两星质量各为太阳的2.7倍和2.6倍,天狼星主星质量为太阳的2.1倍,75%的白矮星质量介于太阳的0.45~0.65倍,许多红矮星的质量不到太阳的一半乃至小于太阳的1/10。可见,在恒星世界里,太阳质量居中等地位。当然,目前已准确测出质量的恒星还不多,还有许多研究工作要做。恒星之间的直径相差1亿倍以上,而恒星之间的质量相差仅几千倍。不难想象恒星之间的密度差别是何等惊人了。

德国科学家利用“哈勃”

太空望远镜对银河系中体积最大的一个年轻星团——圆拱星团进行了观测。这个星团由数千颗恒星组成,总质量大约为1.1万个太阳的质量。该星团靠近银河系的中心,这个区域有利于恒星的生长。起初,科学家期望能在圆拱星团中找到超大型恒星,但是从星团中恒星的亮度和组成恒星的物质判断,其中没有一颗恒星的质量超过太阳质量的150倍。

其他科学家对圆拱星团附近的另一个星团进行了观测,尽管观测的恒星数量较少,但也得到了类似的结果,即银河系恒星质量的上限可能大约是太阳质量的150倍。

为什么银河系恒星质量可能存在上限呢?

科学家发现只有特殊的双星系统才能测出质量来,一般恒星的质量只能根据质光关系等方法进行估算。

随着科技的不断进步,人类将一步步揭开恒星质量的面纱。

难以解释的天体怪星

20世纪30年代,天文学家在观测星空时发现了一种奇怪的天体,它既是冷的,只有两三千摄氏度,同时又是十分热的,达到几十万摄氏度。也就是说,冷热共生在一个天体上。1941年,天文学界把它定名为“共生星”。它是一种同时兼有冷星光谱特征(低温吸收线)和高温发射星云光谱(高温发射线)的复合光谱的特殊天体。几十年来已经发现了约100个这种怪星。许多天文学家为解开怪星之谜耗费了毕生精力。

最初,一些天文学家提出了“单星”说,认为这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星,周围有一层高温星云包层。红巨星是一种处于比较晚期的恒星,它的密度很小,体积比太阳大得多,表面温度只有两三千摄氏度。可是星云包层的高温从何而来呢?人们无法解释。

太阳表面温度约有60000益,而它周围的包层——日冕的温度却达到百万摄氏度以上,能不能用它来解释共生星现象呢?

有人提出,日冕的物质非常稀薄,完全不同于共生星的星云包层。因此,太阳不算共生星,也不能用来解释共生星之谜。

也有人提出了“双星”说,认为共生星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星组成的双星。但是,当时光学观测所能达到的分辨率不算太高,其他观测手段尚未发展起来,人们通过光学观测和红移测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这些正是确定是否为双星的最基本物质特征之一。

近些年,天文学家用可见光波段对冷星光谱进行的高精度视向速度测量证明,不少共生星的冷星有环绕它和热星的公共质心运行的轨道运动,这有利于说明共生星是双星。人们还通过具有高的空间分辨率的射电波段进行探测,查明了许多共生星的星云包层结构图,并认为有些共生星上存在“双极流”现象。现在,大多数天文学家都认为,共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星,以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。

有的天文学家对共生星现象提出了这样一种理论模型—共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀,其物质不断外溢,并被邻近的高温矮星吸积,形成一个巨大的圆盘,即所谓的“吸积盘”。吸积过程中产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远,我们区分不出它们是两个恒星,而看起来像热星云包在冷星的外围。

有的共生星属于类新星。类新星是一种经常爆发的恒星。所谓爆发是指恒星由于某种突然发生的十分激烈的物理过程而导致能量大量释放和星的亮度骤增许多倍的现象。仙女座Z型星是这类星中比较典型的,这是由一个冷的巨星和一个热的矮星外包激发态星云组成的双星系统,经常爆发,爆发时亮度可增大数十倍。它具有低温吸收线和高温发射线并存的典型的共生星光谱特征。

天文学家指出,对共生星亮度变化的监视有重要意义。通过不间断地监视可以了解其变化的周期性、有没有爆发,从而有助于揭开共生星之谜,这对恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意义。但要彻底揭开这个谜看来还需要付出许多艰苦的努力。

恒星是什么

“大爆炸”后宇宙经历了什么事情?

一颗刚刚在银河系发现的原始恒星可以为苦苦追问的天文学家提供线索,它的年龄约为132亿年,几乎与宇宙同龄,成为已知的最长寿的恒星。一个国际研究小组利用世界上分辨率最高的欧洲南方天文台的VLT望远镜捕获了这颗遥远的恒星,并将其编号为HE1523。从它的年龄上看,应该是诞生于银河系的初始阶段,那时银河系最终的螺旋形状还未形成,而年龄仅为46亿年的太阳系更是远未出现。

就像其他的原始恒星一样,HE1523中仅包含少数几种比氢和氦质量重的化学元素,其中就有两种放射性金属元素——钍和铀,其半衰期分别为140亿年和47亿年。科学家通过分析望远镜收集到的光谱数据确定了钍和铀的精确含量,并进一步推算出了HE1523的年龄。这种技术与考古使用的放射性碳年代测定法类似,只不过天文学家需要测定的时间跨度更大。

在HE1523上的钍和铀可能来自于另一颗演化到超新星爆发阶段、走向衰亡的更古老的恒星。天文学家普遍认可的宇宙的年龄为100亿~150亿年,这颗恒星的发现有助于了解宇宙形成早期的历史信息。

虽然科学家能借助设在南半球的一个望远镜看到HE1523,但还不能确定它的距离究竟有多远。根据光谱分析,作为一颗恒星,它已经步入老年,成为一颗中心向内收缩、外壳却朝外膨胀的红巨星。

尽管HE1523目前暂时取得了“最古老恒星”的称号,不过科学家认为还有很多资格更老的恒星没有被发现。科学家认为,经过对它化学成分的测定,这颗恒星具备了某些原始的金属特性,但有些恒星比它的特性更原始。

根据宇宙理论,大爆炸发生后几亿年中,宇宙中基本上是均匀分布的氢和氦,以铁为代表的重元素都是在恒星内部的核聚变反应中形成的,第一代恒星里的重元素很少。第一代恒星死亡后,新生的恒星会从其遗骸中继承一些重元素,因而重元素含量更多。

科学家认为,宇宙“第一世代星”形成于“大爆炸”后的3000万~1.5亿年间,它们都是异常耀眼的庞然大物,质量至少是太阳的200倍。不过,它们燃烧非常迅速,只存在了几亿年就逐渐形成了黑洞或者爆炸成为超新星。

近来,科学家又发现位于长蛇座方向的一颗恒星可能是迄今为止发现的最古老的恒星。该恒星距离地球1500~4000光年,接近太阳系,亮度等级为13.5级,表面温度比太阳高,为61807益。从表面温度等可以推测出它的质量约为太阳的70%。

研究人员通过频谱分析,测出了该恒星中各元素的含量。结果发现,其中铁的含量只有太阳的二十五万分之一,比迄今为止重元素含量最少的恒星还要低40%。宇宙在大爆炸后开始膨胀,最初诞生的所谓“第一世代星”只含有氢、氦等轻元素,而没有以铁为代表的重元素。因此含重元素非常少的恒星,一般认为是在宇宙初期形成的。

据研究人员测算,该星已有130多亿岁,估计是“第一世代星”中残存下来的质量较小的一颗,或许也可能是“第一世代星”爆发后生成的第二世代星。

随着科技的发展,人类会发现更多宇宙的奥秘。

会发生天体间的大碰撞吗

21世纪科学家计算表明,宇宙大碰撞的时间要比预先计算的提前。

如果银河系将提前发生大碰撞,人类将会怎样呢?

天文学家已经发现银河系正在与它的邻居仙女螺旋星系相互靠近,而最新计算发现它们的碰撞时间要比预先计算的更早,它们的首次碰撞将提前到20亿年后。

碰撞发生时我们的太阳和我们的地球会怎样呢?

美国哈佛·史密森天体物理中心计算显示,太阳和我们地球等行星将有可能飞出银河系进入仙女座的外缘。而且,这种碰撞将发生在太阳系“死亡”之前。

计算机模拟显示,银河系和仙女座的首次碰撞将发生在不到20亿年后,比原来计算的时间要早了数10亿年。人类在地球上可以看到夜空中的巨大变化,仙女座的巨大引力将星球拉离原来的轨道,原来狭长的银河系将被拉扯得一片混乱。

那个时候,太阳仍然是一颗燃烧氢的主序星,它将变得更加明亮和灼热,足以能将地球上的海水煮沸。

大约50亿年后,仙女座和银河系将完全合并成一个球形的椭圆星系。那时候太阳已经接近红巨星阶段,生命也已经走到了尽头。包括地球在内的几大行星,那时距离新星系中心的距离大约是10万光年,大约是现在距离的4倍。

那时候人类可能仍然存在,他们将看到一个与现在完全不同的天空景象——狭长的银河系将会消失,取而代之的是一个由数10亿颗星球组成的巨大隆起。

也许,未来的科学家可能会回想起这次预测的。

同类推荐
  • 少年儿童不可不知的80种文明礼仪

    少年儿童不可不知的80种文明礼仪

    本书从家庭、学校、公共场合、人际交往四个方面介绍少年儿童成长中应该注意和学习的各种文明礼仪和行为规范。全书设置80个小节,每节都配有生动有趣的小故事、小案例,贴近实际生活,融入了时代特色和生活气息。每个小节又设置了实践小课堂,教授你具体的注意事项,解决你“怎么做”的问题,方便你在学习过程中对这些知识进行具体的实际操作。
  • 环境杀手:突发环境污染的防范自救

    环境杀手:突发环境污染的防范自救

    本系列主要内容包括“自然灾害”、“火场危害”、“交通事故”、“水上安全”、“中毒与突发疾病”、“突发环境污染”等,书中主要针对日常生活中遇到的各种灾害问题作了详细解答,并全面地介绍了防灾减灾的避险以及自救的知识。居安思危,有备无患。我们衷心希望本书能够帮助青少年迅速掌握各种避险自救技能。
  • 奇趣大自然

    奇趣大自然

    “千年回望神秘探索系列”丛书,讲解的主要内容为神秘现象,包括《UFO之谜》《史前文明之谜》《地球神秘记载》《外星人之谜》《人类神秘现象破译》《宇宙的秘密》等书。本丛书在某些问题上,在资料客观翔实的基础上,也进行了大胆假设和小心求证,也许其中的观点并不能为读者接受,但是能引起广大读者的兴趣就已经达到目的了。
  • 体育探谜

    体育探谜

    本套全书全面而系统地介绍了中小学生各科知识的难解之谜,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科普性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使广大中小学生在兴味盎然地领略百科知识难解之谜和科学技术的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野……
  • 机器大战的故事

    机器大战的故事

    科幻故事是西方近代文学的一种新体裁,诞生于19世纪,是欧洲工业文明崛起后特殊的文化现象之一。人类在19世纪,全面进入以科学发明和技术革命为主导的时代后,一切关注人类未来命运的文艺题材,都不可避免地要表现未来的科学技术。而这种表现,在工业革命之前是不可能的。
热门推荐
  • 从零开始读懂口才学

    从零开始读懂口才学

    《从零开始读懂口才学》,被读者誉为是最有中国味的魅力口才,带领读者学习中国文化的精彩之处,分享睿智过人的说话之道,探究中国语言艺术的博大精深,领悟其中的为人之道。让你一分钟说到对方心窝里,三分钟打破僵局,跟客户成交,跟陌生人成为好朋友。
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 我的无双之路

    我的无双之路

    这是一部没有杀人夺宝,没有无脑反派的玄幻文。有的只是一个漫长的完整故事和一段曲折的成长历程。或许你一章都看不下去,但也有可能你会喜欢上他们。最后,这依然是一部爽文。
  • 谋杀植物(悬念大师希区柯克经典故事集)

    谋杀植物(悬念大师希区柯克经典故事集)

    悬疑之父,大师之中的大师,只可模仿,不可超越的巅峰,直逼理性与疯狂、压制与抗争的心理极限,你永远都猜不到故事的结局,你也无法预想故事情节的发展!精品、经典、精装、超值价蕾遇生与死、罪与罚的灵魂拷问。
  • 感谢折磨你的人和事大全集(超值金版)

    感谢折磨你的人和事大全集(超值金版)

    ,也从另一个角度让读者用感恩之心的态度去面对。因为顺境中的人不容易成长,本书分上下两篇“感谢折磨你的人”、“感谢折磨你的事”,分别讲述了在生活中遇到的各种令人受折磨的人和事,反倒是那些令人受刺激、不平衡、被折磨的状态更能锻炼和造就一个人
  • 心灵10游戏:给你的心灵整整容

    心灵10游戏:给你的心灵整整容

    书中每一个游戏和故事,都让人的人生感动,本书内含十个游戏,让人的生命升华。即“给心灵整整容”、“没有一种草不是花”、“金钱买不来快乐”、“换一种心情去生活”等
  • 耕田旺夫

    耕田旺夫

    醉酒醒来,成了十两银子买来的媳妇。怎么办?农家小媳妇?机缘巧合下,苏萱有了第一桶金,开心创业奔小康。别人羡慕嫉妒恨,我自逍遥异世。 _________________________________________我的群号169177765欢迎大家加入讨论,交流,吐糟
  • 明治天皇:孝明帝驾崩卷(下册)

    明治天皇:孝明帝驾崩卷(下册)

    《明治天皇》再现了日本从幕末走向明治维新的历史变革,以优美的文笔,宏大的场景,详细描绘了日本近代决定国运的倒幕运动的整个过程。本书塑造了一个个鲜活的日本近代史人物形象,以及他们的坚定信念,对“安政大狱”、“樱田门之变”等重大历史事件的描述详实生动,是一部了解近代日本不可多得的佳作。
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……