在中國古代,將天狼星看做是不祥之兆,而在人們有能力對它初步了解之后,更是發現它不僅是全 夜空最亮的一顆星,更是一顆和地球體積差不多大, 質量卻整整達到地球33億倍的星球!
自古以來就與人類歷史結下不解之緣的天狼星,到底是一顆怎樣的天體?
「天狼星」其實是一個雙星系統?從宇宙的尺度來說,天狼星相當于是太陽系的鄰居,但是它可不是一般的鄰居,它是夜空中除了太陽以外最亮的恒星,在喜帕恰斯對「星等」這一概念的劃分中,最亮的星星為一等,天狼星的亮度等級甚至超過了太陽,又因為與地球的距離很近,所以成為了夜晚最亮的那一顆星星。
說起天狼星,我們想到的只是一顆普通的恒星,但是實際上,天狼星是一個由主星天狼A與伴星天狼B組成的系統,科學家們將這兩顆恒星分別命名為天狼星A和天狼星B。
天狼星A與天狼星B都繞著它們共同的中心運行,兩顆恒星之間的距離約為20個天文單位,公轉周期大約為50年。一般來說,我們說的天狼星都是指的天狼星A。
在很長的一段時間里,天狼星都被認作是這個系統里唯一的一顆恒星,它的質量將近有太陽的兩倍,體積更是太陽的1.7倍,并且能夠發出比太陽強25倍的光,天狼星A正處于風華正茂的主序星階段,因此,天狼星是天文愛好者們最容易觀察到的恒星之一。
天狼星A表面溫度可以達到9940開爾文,我們熟知的太陽表面的溫度也僅有5778開爾文。除了這些特性,最令天文學家們興奮的是天狼星表面含鐵量很高,是太陽的3倍多。
如果要說到天狼星A的未來,它很可能會繼續像現在這樣存在6億年左右,之后會變成一顆紅巨星,接下來就是難逃變成白矮星的命運。
最亮的白矮星與天狼星A不同,在它不遠處的天狼星B,又白又小,現在已經成為了一顆白矮星。
天狼星B在宇宙中的亮度僅有天狼星A的萬分之一,但是根據科學家推測,天狼星B在成為白矮星之前,它的體積可能要遠遠大于現在的天狼星A。
科學家們利用最先進的儀器設備分析,天狼星B的質量非常大,超過了宇宙中二分之一以上白矮星的質量。在它的生命末期,整個星體發生不可逆轉的收縮和坍塌,使得天狼星B的體積被壓縮到了一個很小的數值。
這樣說大家可能沒有什麼概念,舉個例子,天狼星B的體積與地球相差不多,但是其質量卻是地球的33萬倍。太陽的體積是地球的130萬倍,也就是相當于將整個太陽壓縮到地球的大小,才能達到現在天狼星B的密度。
白矮星是宇宙中大多數恒星的最終命運,在8.6光年外的宇宙之中,天狼星B是白矮星中與眾不同的一顆,天狼星B主要由碳元素構成,星體表面被氫氣與氦氣覆蓋,它早已不像天狼星A那般在夜空中閃閃發光,但依然具有低光度、高密度、高溫度的特性。
照片中的天狼星B表面呈現白色,體積雖然不大,但是密度卻很高。
對于我們的地球來說,天狼星B卻比天狼星A更加的意義非凡。在浩瀚無垠的銀河系中,數十萬顆的白矮星已經被發現,之所以被稱之為白矮星,是因為這些天體密度十分之大,平均可達千萬噸每立方米,用十分恐怖來形容也不為過。
對于很多的恒星來說,在浩瀚宇宙中逐漸演變成為白矮星,便算是走到了生命的盡頭,我們的太陽也將可能會步天狼星B的「后塵」。
有科學家曾預測,大約50到60億年之后,太陽這一巨大的發光體也將走到生命的末期,成為一顆黯淡無光的白矮星。50億年之后,太陽表面的氫元素原料耗盡,也就意味著熱核聚變結束,接著不斷膨脹,體積增大,成為一顆紅巨星,不斷接近地球,甚至可以將地球吞噬。
但是這一變化只是暫時的,「虛胖」的太陽質量將會主要集中在內部的核心之中,隨著紅巨星階段結束,內部溫度也不再升高,碳氧元素不斷堆積。
隨著時間的推移,太陽逐漸冷卻下來,體積也在慢慢收縮,當表面物質都消散了之后,最終只會剩下一顆又白又小,不再發光的白矮星。也許,這就是太陽的未來,同時,這也是天狼星B的過往,最初質量遠超太陽的天狼星,最終也是在劫難逃。
并不是所有的白矮星都會默默地衰老死亡,也有的白矮星會「爆發」,這種爆發被科學家們稱作是la超新星爆發,這是因為有的白矮星內部沒有完全穩定,也就是電子不斷相互靠近所產生的的斥力。
天狼星B由于體積小質量大,內部粒子的相互作用力與萬有引力抗衡,保持了天狼星B目前的形態,但是這種平衡也是有一定限度的,一旦天狼星B的密度超過一定限度,就會引起內部變化,簡單來說就是發生「星球大爆炸」。這也許就是天狼星B的結局。
天狼星B是離地球最近的一顆白矮星,那麼地球未來會不會變成白矮星?
根據目前的研究來看,地球應該不會成為一顆白矮星,因為地球的質量和壓力都遠遠達不到,也就是說地球不會被壓縮成一個密度極大的行星。
但是值得注意的是,雖然地球本身不會演變成一顆白矮星,但是卻處在太陽的威脅之中,上面提到太陽很可能會演化成一顆白矮星,在這個過程中其將會不斷膨脹,不斷接近地球甚至將地球整個吞噬,在如此高的溫度下,我們的文明瞬間化為灰燼。
但是這也是猜測,也是50億年之后,人類的技術以及發展到了可以防御這種情況發生的程度,又或者是人類以及找到了其他更加宜居的星球,這些都是有可能會發生的。