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如果你是一名天文愛好者,又或者你喜歡仰望星空,那麼「南河三」這個名字絕不會陌生。
每當冬季來臨,夜晚的星空中最受矚目的天文景象就是著名的「冬季大三角」了。冬季大三角由三顆亮星組成。它們分別是夜空中最亮的恆星天狼星、亮度排名十二的參宿四,以及亮度排名第七的南河三。
這三顆亮星剛好組成了一個極為完美的等邊三角形,而南河三就位於這個三角形的東北方向上。除去太陽以外,南河三的亮度雖然只能排到第七,但實際上南河三卻是一顆比太陽要亮得多的恆星,它的亮度可以達到太陽的七倍左右,質量也可以達到太陽的1.5倍。作為一顆恆星,在人類還未能認知宇宙存在的歲月裡,它就已經有了極高的知名度。
對於生活在尼羅河流域的人類而言,南河三具有舉足輕重的地位。
這是因為當南河三在天空中出現的時候,距離天狼星的出現就不遠了,而一旦天狼星出現,那麼就到了尼羅河泛濫的季節。在科學尚未誕生的歲月裡,人類無法意識到象真正的意義,更不可能知道天空中的象和陸地上的洪水之間有著怎樣的聯繫,所以南河三就被是為了先知和神明的預兆,而與洪水幾乎同時出現的天狼星就更是備受敬仰了。
而現在我們知道了,南河三以及天狼星的出現和尼羅河的泛濫之間並沒有邏輯上的關係。太陽作為一恆星,它是孤獨的,因為太陽系中只有太陽這唯一的一顆恆星,而南河三並不孤獨,因為南河三有一顆伴星,還是一顆白矮星。
什麼是白矮星呢?
我們的太陽未來就會成為一顆白矮星。如果一顆恆星的質量在太陽的七倍以下,那麼我們就可以稱這樣的恆星為小質量恆星。而在小質量恆星的主序星階段結束之後,它會先發生氦閃,進而膨脹。我們的太陽就會膨脹為一顆紅巨星,屆時體積將會急劇增大,連地球軌道都會被吞沒,膨脹之後就是坍縮,最終坍縮為一顆白矮星。
白矮星是一種具有極高密度和質量的天體。經過數百億年的冷卻之後,白矮星會最終變為黑矮星,並永遠沉寂下去。在南河三附近的這顆白矮星並不算太大,質量約為太陽的一半,體積也只有南河三的三分之一。至於距離,南河三與這顆白矮星的距離接近20AU。AU是天文單位,太陽與地球的距離就被定義為1AU。
南河三與其相伴的白矮星相互繞行一周的時間是比較長的,大約需要40年。
白矮星在經過數百億年的冷卻,會最終成為一顆黑矮星,但這並不是一顆白矮星唯一的結局,還有另外一種情況。白矮星本身是由恆星坍縮而成,具有極高的密度,其性質類似於弱化版的黑洞,所以它會吸收周圍的物質,而這種吸收並不是無限的,如果一顆白矮星不斷吸收物質,那麼最終會觸及錢德拉極限,具體來講就是質量增長到太陽質量的1.44倍。
當觸及錢德拉極限後,會發生什麼呢?會發生la型超新星爆發。超新星爆發是一種極為劇烈的宇宙天體活動,大質量的恆星會在主序星階段結束之後通過超新星爆發坍縮為中子星或黑洞。而由小質量恆星坍縮而成的白矮星,在吸收了足夠的物質之後也會產生超新星爆發。
超新星爆發會釋放巨大的能量,波及範圍十分廣泛。
超新星爆發的影響範圍很難估算,但通常認為在50光年以內發生的超新星爆發是極為危險的,而南河三系統距離地球也就在11.4光年左右,這個距離內一旦出現超新星爆發,那麼對於地球生命而言絕對是毀滅性的,而且是徹底毀滅。
那麼這顆白矮星會發生超新星爆發嗎?幸運的是,這顆白矮星與南河三的距離接近了20AU,如果換到太陽系,基本相當於太陽和天王星的距離,在這個距離上,白矮星基本無法吸收南河三上的物質,所以這顆白矮星幾乎是沒有機會通過吸收物質增加質量來實現超新星爆發的。而南河三本身活動也非常穩定,冬季大三角依然可以在冬季的夜空中長久陪伴著我們。