当我们凝视夜空,目光所及的星座与古时古希腊人、乃至更早期的狩猎采集者所看到的星座相同。尽管夜空的景象给人一种恒久不变的错觉,但实际上,宇宙正经历不断的变迁:新星的诞生与老星的消逝持续在发生。确实,约50亿年后,我们的太阳也会走到生命的尽头,犹如一棵终将凋零的树。
在无尽的宇宙历史中,一个恒星的生命仅是短暂的一瞬。在我们的银河系内,存在约1000亿颗恒星,而在整个可观测的宇宙范围内,估计有2万亿个星系,每个星系拥有从数十亿到数千亿不等的恒星数量。在这样的庞大规模下,恒星的生成和消亡成了常态。
恒星的终结方式与其质量息息相关。以太阳这种低质量恒星为例,当其核心氢元素全部转变为氦后,核聚变便会停止,随之恒星开始收缩并变成红巨星,最后留下一颗白矮星。银河系大约有97%的恒星都属于这种低质量恒星,每年约有53颗恒星在此“谢幕”。尽管如此,相较于银河系恒星总数而言,这个数目微不足道。然而,这些恒星的消逝对理解宇宙的演变具有不可或缺的价值。
恒星由巨大的气体球构成,通过核心的核聚变反应,将氢转化为氦从而释放出巨大能量,维系着它的光亮。当核聚变终止,恒星便走向“死亡”。恒星的结局主要由其质量决定。
针对质量较轻的恒星,例如我们的太阳,一旦核心的氢全部转换为氦,其核聚变便会终止。没有了核聚变产生的热量及其产生的向外膨胀力,恒星会开始收缩。此时,核心的压力急剧上升,残存的氦开始融合成碳并释放更多能量。恒星外壳膨胀并呈现红色,形成所谓的红巨星。
最终,该恒星将抛出膨胀的外层,留下一个密度极大的小天体——白矮星。银河系中大约97%的恒星,包括太阳在内,最终都将成为白矮星。借助观察白矮星发出的独特光谱特征,结合恒星形成速率与总数,天文学家估算出每年大概有多少恒星走向终点。据推算,大约每两年就有一颗恒星变为白矮星。
对于质量至少是太阳8倍或更大的恒星,它们的消亡过程则大为不同。这类恒星虽只占银河系恒星总数的约3%,但其影响却极为显著。来自路易斯安那州立大学的天体物理学研究生Eric…
在银河系中,最近一次记录到的超新星爆发是在1604年。不过,天文学家推断银河系每个世纪可能会发生一到两次超新星爆发。那么,为何已经过去超过400年未再观测到银河系中的超新星?可能是因为银河系的结构以及其中的气体与尘埃云造成的复杂性。
为何深入了解恒星的灭绝如此重要?因为深入研究恒星死亡的各个阶段,对天文学家来说,是解开恒星生命周期之谜的关键一步。这使我们得以洞悉恒星的终极命运,进一步加深了我们对宇宙发展史的了解。通过仔细研究恒星从诞生、演化直到灭亡的全过程,我们能更深入地认识宇宙的构造、历史以及我们在这一切中的位置。这种认知不仅拓宽了我们对宇宙的理解,也让我们对生命与存在的奥秘有了更深层次的思考。