恒星“撞车”引发的后果

[ 录入者:champagnecat | 时间:2016-03-03 08:20:11 | 作者:京晶 译 | 来源:Astronomy | 浏览:2158次 ]
作者:David Stevenson  原文来自:Astronomy   Posted:2016年2月刊
编译:京晶   审校:数星星的猫 (编译版权所有,未经许可请勿转载)
 
在通常情况下,大多数恒星由于彼此相距遥远而没有“撞车”的可能。拿太阳举例来说,它在十亿年里只有百万分之一的机会,与另一颗恒星来一次“亲密接触”。
 
然而,仍有不少恒星出生在密集的星团中,或者有近邻的伙伴。这些恒星并非个个都能和同伴保持稳定的关系。有些恒星会和同伴相撞,甚至给双方带来严重后果。恒星在碰撞之后命运如何,则取决于恒星的类型与质量。既有可能只是虚惊一场,也有可能是同归于尽。
 
 
三星系统的威力——麒麟座V838与船底座η星
1. 1843年,麒麟座的V838爆发;2002年,船底座η星爆发。这两次爆发的原因至今未有定论。尽管如此,这两个系统的情况有几分相似,演化过程也可能如出一辙。它们都曾经是三星系统。
2.在这样的系统中,最外侧的恒星不受干扰地独自演化着,内侧的两颗恒星则因为交换动量而彼此束缚,直至并合为一体。
3.并合后新形成的恒星迅速变亮、膨胀。与船底座η星相比,这个变化过程在麒麟座V838中发生得更加猛烈,因为后者的成员恒星的质量更大。
 
 
案发现场——天蝎座V1309的爆发
1.这是一个由明亮的恒星和极小的伴星构成的双星系统。明亮的恒星在走向其生命的终点时,演化成为橙红色的巨星,侵占了伴星的生存空间。
2.伴星也毫不客气地在巨星身上施加潮汐作用力,把膨胀的巨星拉散了架。
3.巨星外壳层的物质被拉出后,形成一个物质盘,两颗恒星的核心则彼此绕转,越转越近。
4. 2008年,天文学家目击了这两颗恒星的并合。膨胀释放的能量使这个双星系统的亮度增加了一万倍,致使巨星迅速膨胀、冷却。不过几个月时间,它就摇身一变,成了一颗冷冷的红巨星,还喷涌出两股物质外向流。
 
 
恒星花生——大熊座W变星
在这个双星系统中,两颗恒星近距离“共舞”。他们的核心还保持着独立,但却共享外壳层的物质,外形酷似泪珠,或者一粒花生。如果这两颗恒星的质量相近,过不了几十亿年,它们便会合二为一。若它们的质量差异很大,这个双星系统就会解体。
 
 
黑暗的爆发——北冕座R变星
1.这是一个由两颗白矮星构成的双星系统。其中一个成员的个子比较小,并且富含碳和氧;另一个成员虽然个头大些,质量却比较小,而且富含氦。它们在彼此绕转的过程中慢慢靠近对方。
2.碳/氧白矮星质量较大,开始撕扯瘦弱的同伴。
3.最终,富含氦的白矮星被撕碎,形成一个物质盘。
4.这些物质又点燃了碳/氧白矮星核心周围的物质壳层,使其膨胀形成黄色的巨星。恒星内部的对流过程把星核中的碳运送出来,使恒星喷出富含碳的尘埃云。这些尘埃遮挡了星光,使恒星看起来时亮时暗。
 
 
不标准的烛光——Ia型超新星
1.天文学家把Ia型超新星的亮度当作标准烛光,用来测量天体的距离。但是,Ia型超新星的形成过程却不尽相同。超过80%的Ia型超新星是两颗白矮星并合所引起的。
2.如果两颗恒星的质量都约为太阳质量的十分之九,它们的碰撞并不会产生像Ia型超新星那样明亮的爆发。而如果白矮星的质量过大,它们的并合就会产生更加明亮的爆发。
 
 
古怪的恒星——索恩-祖特阔夫(Thorne-Żytkow)天体
1.上世纪70年代,天体物理学家Kip Thorne和Anna Żytkow提出了祖特阔夫(Żytkow)天体的概念。这类系统非常古怪,脱胎于由质量不等的两颗恒星构成的双星系统。质量较大的那颗恒星很快爆发成为超新星。
2.爆发过后,超新星留下一颗个头极小的中子星。质量较小的那颗伴星则膨胀成为红巨星。两颗恒星彼此绕转,越转越近。
3.最后,中子星并入红巨星,生成许多富含质子的同位素,例如铷的同位素。巨星内部的热传导作用再把这些元素输送到巨星的表面。
 
 
译者注:本文配图全部由《Astronomy》杂志的Roen Kelly提供。

Tags:恒星 并合 白矮星 超新星

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