海山二:銀河系最亮的星,數次爆發卻未曾湮滅

2021-01-15 天文在線

銀河系中最明亮的恆星應該在170年前就自我毀滅了，但它沒有。現在科學家們發現了其中原因。

圖解：海山二，是銀河系中最明亮的恆星，它正在爆炸（圖片來源：J. HESTER / ARIZONA STATE UNIVERSITY, NASA / ESA）

170年前，科學家觀測到，銀河系中最亮的恆星海山二發生了巨大的爆炸，釋放出的能量堪比一顆典型超新星。

可是，海山二還是在這次災難性的爆炸中倖存下來。

此後，科學家們就一直在尋找解釋，來說明為什麼如此強力的爆炸仍不足以摧毀海山二。如今，在美國亞利桑那州立大學，以內森·史密斯為首的一群科學家，得到了通往過去的一扇窗戶，可以再次觀察那次爆炸。

科學家能夠觀察到爆炸產生的光，這些光經過星際塵埃的反射或迴響，到達了地球。

他們的分析發表在皇家天文學會月報上，其中揭示了海山二爆炸的驚人真相。那壯觀的爆炸噴射出的物質總質量相當於10個太陽，並且以10000到20000千米/秒的速度穿過銀河系，這是除超新星外其它星體達到的最高速度。

然而，問題仍然困擾著眾人，為什麼如此巨大的爆炸沒能將海山二撕成碎片？研究人員能想到的唯一解釋就是，有什麼東西給予了海山二足夠的能量讓它拋射外層物質，但卻不足以讓它完全湮滅自身。

他們認為，海山二是雙星系統中的一顆恆星，但它最初還有另一顆伴星，這三顆恆星組成了一個三星系統。海山二與另一顆恆星相距較近，第三顆較遠。在恆星生命到達終點的某一刻時，與海山二相鄰的較大恆星開始膨脹，並向海山二釋放能量。

圖解：海山二的最終命運可能是因為自身巨大重力而坍縮成黑洞。坍縮時能量自其自轉軸兩極以噴流方式噴出造成伽馬射線暴。 Credit: Nicolle Rager Fuller/NSF

海山二膨脹到質量大約等於100個太陽，然後就變得非常明亮。而釋放能量的恆星氫層剝離，縮小到約30個太陽質量，露出了它火熱的氦核心。

質量的變化改變了引力的平衡，引力將氦核恆星推離它現在巨大的兄弟恆星海山二，直到它與較遠的恆星相互作用，將其向內推動。過了一段時間，那顆恆星與海山二合併，產生了物質的爆發。

最初，噴射的物質密度很大，隨著兩顆恆星越來越近，它們的膨脹速度也越來越慢。當這兩顆內部恆星最終結合時，爆炸將物質以100倍的速度向外拋射。快速移動的物質猛烈地撞擊較慢移動的早期噴出物的尾部，並使其發光。

這就是科學家們在一個半世紀之前看見的光。

在這次巨大的毀滅性的合併之後，這個三星系統變成了雙星系統，較小的氦核恆星在一個橢圓軌道上運行，每5.5年穿過這顆巨星的外層。

然而，海山二的神秘之處還不止於此——天文學家們正密切關注著這一現象，一些人猜測，這次爆炸可能只是一場超新星爆發的預熱，遲早都會發生。

相關知識

海山二（又叫做船底座η，簡寫為η Car），最早叫做阿爾戈斯 η。它是一個恆星系統，至少包含兩顆恆星，它們的總光度超過太陽的500萬倍，位於船底座7500光年(2300秒差距)外。它曾是一顆四等星，在1837年變亮，比大爆發開始時的參宿七（獵戶座β）還要亮。

圖解：卡利納星雲（NGC 3372）與海山二附近的區域，由哈勃空間望遠鏡所攝

海山二在1843年3月11日至14日之間是天空中第二亮的恆星，1856年之後在肉眼就不可見了。在一次較小的噴發後，它在1892年達到了6等，之後又再次消退。自1940年以來，它一直在變亮，到2014年，亮度已經超過4.5等。海山二在南緯30°S以南的緯度上是環極的，在北緯30°N左右的緯度上是看不見的。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. cosmosmagazine-Maurice- Ben Lewis

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