天文望遠鏡的威力好像已經強大到了可以令外星人畏懼的程度

2021-02-24 星空天文

人類首次在一顆恆星表面看到神秘的巨型顆粒狀結構。

天鶴座π1表面細節。ESO

恆星是別的太陽,理應和太陽一樣有體積,是太空中的一個個等離子氣體球。但一直以來,囿於距離遙遠,我們即便用最強大的望遠鏡,也只能看到一個亮點。

但現在不一樣了。科技的發展讓人類的視野在宇宙中得到了極大的延伸。最近,歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡,首次直接拍到了太陽系以外的一顆恆星的表面細節。

這是一顆老去的紅巨星,名為天鶴座π1。在這張令人瞠目結舌的照片中,我們甚至可以看到它表面的顆粒狀結構。它們就像是放大版的太陽米粒,是一種對流單元。

這顆恆星十分巨大,直徑是太陽的350倍。而這些對流單元中的每一個直徑都在1.2億公裡左右,幾乎佔據恆星直徑的四分之一。

紅巨星天鶴座π1距離地球大約530光年,質量和太陽在同一級別上,但體積卻膨脹到了太陽的350倍,亮度增加到了太陽的數千倍,表面溫度卻很低。50億年後,太陽也會是這副模樣。

天鶴座π1周邊天區。ESO

天鶴座π1表面的這些顆粒每一個都足以填滿太陽和金星間的空隙,實際上還綽綽有餘。

像天鶴座π1這樣的恆星,當它們內核中的氫燃盡後,就會發生收縮,進而導致升溫。其內核溫度可以超過一億攝氏度。升溫會導致它進入第二個核聚變階段,開始把氦聚變成更重的元素,比如碳和氧。內核溫度的升高同時導致其外殼膨脹,它的體積因此達到了原來的數百倍。天鶴座π1還是一顆變星。人類是第一次看到這類恆星的表面細節。

太陽表面的米粒結構。黑色的是黑子。維基百科

太陽表面雖然也有對流單元,但這些米粒狀結構的直徑只有1500公裡,而且數量非常多,大約有200萬個左右。造成這種差異的原因,很重要的一點是它們的表面重力不一樣。天鶴座π1的質量是太陽的1.5倍,但體積非常大,表面重力非常小。所以它的顆粒極為巨大,數量也極少。

天鶴座π1的宿命是變成行星狀星雲。天文學家之前已經在距其0.9光年遠的地方發現過一個物質殼,這個物質殼是天鶴座π1在距今大約2萬年前拋出的。

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