见证历史?几个月后我们将目睹新星爆发!多强威力才能肉眼可见?

说宇宙寻真理 2024-04-02 01:36:06

夜空中的星星虽然不计其数,但肉眼可见的却是固定的。如果某一天,突然看到一颗新星,不用着急也不用奇怪,古人在更早的时候就见过。

不但见过,而且还将其称之为“客星”——犹如客人一样来去匆匆。

从2月开始到9月份,地球上的人类又将能目睹一颗做客的行星。

肉眼可见的北冕座T星

夏天就快要来了,在天气晴朗的夜晚,远望北天空,除了能看到北极星外,你将有可能看到一颗亮度与北极星相似的新星。

NASA在年初的时候就做了预测,该新星可能出现的时间,横跨今年的春夏秋三季。具体出现的日子不清楚,不过当新星出现后,人类至少有一周的时间能看到它。

正如我国古代所记录的,这就是典型的客星。该新星所在的区域,位于天空中的北冕座。而且它不是第一次做客,自从有观察记录以来,人类至少看到过它两次。

第一次做客,也是天文学家首次发现它的时候。那是19世纪60年代,看到它的是一位国外的天文学家约翰·伯明翰。

时隔80年,人类再次在北天空肉眼看见了它。前后两次相见,持续的时间似乎都不长,但至少给天文学家们留下了深刻的印象。

此后,天文学家也将其列入观察研究范围,并且随着了解的深入,对于它何时来做客,也掌握了一定的规律。

从1938年到1946年,也就是第二次肉眼可见期间,天文学家发现它的亮度发生了某种明显的变化。尤其是在1945年时,还发生了某种程度的变暗。

而近年来,它的亮度再次发生了变化,正因为如此天文学家才推断,在今年的上半年,将再次能被人肉眼看到。

这样问题就出现了,该星星做客时能看见,不做客时看不见,难道它真的走了即在天空发生移动了吗?

倒不是它在天空发生了移动,之所以肉眼可见可不见,主要原因是它的亮度发生了某种变化。

简单理解就是,在肉眼可见的时候,它是持续变亮的过程,反之则是持续变暗的过程。因为明暗交替,所以才能看见或者是看不见。

可如果是这样的话,很多人就会更疑惑了。天上的星星,太阳系范围内肉眼可见的,都是反射了太阳光的行星。

其余在太阳系之外的,都是自身发光的恒星。而恒星的亮度基本是保持不变的,怎么又会明暗交替呢?

要说到这一点,还得从北冕座T星的类型说起。

两颗星在一起的“新星”

北冕座T星,在出现时如果有幸被看到,因为此前没见过,所以会被普通人理解为新星。而在天文学领域,这类星星的一个名称就叫“新星”。

新星当然不是相对于旧星而言的,而是相对于可见的星星。天空中除了行星就是恒星,而恒星本身也有生有死。

当一颗恒星渐渐老去,因为自身能量的耗尽,不再产生核聚变反应,根据质量和体积大小等因素,一类恒星会变成白矮星。

而北冕座T,就是白矮星中的新星类型。北冕座T的特点是再发,即或明或暗,能被地球上的人类持续性看到。

之所以会表现出这种特点,是因为新星本身并不敢于平静,而是会不间断的爆炸爆发。

白矮星自身失去了能量,几乎不会因为能量而产生过高的亮度,而有的白矮星能持续被肉眼看到,靠的是微弱的热辐射。

就像距离地球最近的天狼星B,它就能在夜空中被持续看到。对比之下,北冕座T属于新星的这个分支,它因为自身没有能量的缘故,所以难以被持续看到。只能是通过爆炸爆发,而后再被地球上的我们间隔多年而看到。

之所以会爆炸,是因为这类天体的表面,会持续不断聚集氢。当数值达到一个临界点后即发生爆炸,于是在这个过程中,原本因为很暗而看不到的它,因为亮度的突然增加就又能被看到的。

这种情况,起初被认为是新的恒星爆发诞生,所以才有了新星之名。可实际上,通过有限的爆炸,产生的亮度增加持续不了多久,所以北冕座T肉眼可见的时间,连一个月的时间都不到。

而随着研究的深入,天文学家也发现,这类新星还是双星系统,即它还拥有一颗伴星。在天文学领域,这种白矮星拥有伴星的类型,又被称为激变变星。

研究发现,通常伴随在白矮星身边的,是一颗红矮星或者是在演化中的次巨星。到本世纪初,天文学家已经发现了至少1600颗激变变星。

回到北冕座T的新星类型中,目前在银河系中已发现的有两百多颗,每年都有数量不等的新星被发现。

这些新发现的新星,有的看不见,有的肉眼可见。之所以它能一次次的爆发被看见,是因为身旁的伴星,能持续为其提供可吸聚的氢。

除了北冕座T之外,多次因为再爆发而被人类看见的还有蛇夫座的RS,该新星自近代记录外,从19世纪末到本世纪初,至少有过6次被看见的记录。

有意思的是,它爆发的时间似乎并不规律,这可能跟白矮星吸聚的过程、速度、质量以及表面的重力有关。

也正因为没有规律,不时随着亮度的增加在夜空里现身,所以我国古代很早就有关于客星的记录。

客星见于房的漫长与短促

两千年前的《汉书》中,就有“客星见于房”的明确记载。而且这还不是最早的记录,在更早的商代卜辞中,也有过客星的描述,所在方位是现代天文学划分的天蝎座。

《汉书》中记载的新星,在国外的一些书籍中也有记载,不过我国的记载更精确,有明确的出现时间和方位。

所以后世的天文学家在汇编新星的时候,就把《汉书》中记载的那颗客星,列在了人类看到的新星第一位。

另一颗位于蟹状星云的超新星,我国的《宋会要辑稿》里也有详细记载。据统计,国内史料中记载的新星和超新星,数量超过了90颗。

其中大多数是新星,也就是古人所说的客星,有12颗则是超新星。现在翻看二十四史,随便翻看某个朝代的记录,就能找到客星见于某某方位的记述。

我国是农业国,四季更迭和农事指导,极其看重天气自然变化。正因为如此,天文历法在古代有着举足轻重的作用。

历朝历代都有专门的部门负责这一事项,尤其在改朝换代时,推出新的更准确的立法,对于政权的稳固则有很大的促进作用。

看重这一领域,所以古代天文学家在进行观测的时候,就能有幸发现那些很不规律的新星何时出现。

但不得不提到的是,古代我国对新星和超新星的记录虽然很早,但对其产生的本质却不了解,更不知道它的形成原因是什么。

按照古人的天文观,客星突然出现往往意味着不祥。毕竟,日月星辰在人类的时间尺度内都是固定不变的。

客星突然出现又突然消失,这种突然和不确定性,让人捉摸不透,进而古人就会将其跟社会的动乱等不安定因素联系起来。

而近现代对新星的深入研究,还不到两百年的时间。虽然现在的人类知道它的爆发跟地球毫无关联,但对其明暗交替的出现机制,也还有很多未知的地方需要深入研究。

有意思的是,从恒星的生命周期看,动辄就是数十亿年甚至上百亿年。如此长的时间尺度,即便进入死亡阶段,恒星自身产生的某种变化,从人类的时间尺度去衡量,依然会持续很长时间。

就比如那些再发新星,它被人类肉眼看见的时间间隔,可能是几十年,也可能是几百年甚至上千年。

从人类自身的角度看,这么长时间里,几代人消失就连国家和朝代也在更替。而从恒星自身的角度看,这么长的时间里,它仅仅是在经历一种死亡过程。

如此一来,恒星的漫长周期和人类的时间流失之间,就会产生出一种让人浮想联翩的哲学意味。或许也正因为如此,古人才一直幻想着长生不老,幻想着能与天地同寿吧。

临死也不安分

新星的再爆发,使得激变变星拥有了双重身份。它既是双星系统,同时又是变星,而且其自身的轨道周期都非常短促。

根据目前的观测发现,这类天体的轨道周期不超过10小时,其中作为主星的白矮星,又在不断吸聚着伴星的能量。

这种物质转移过程是持续性的,主星不断吞噬物质,并且在周身逐渐形成一个吸积盘。当能量的聚集到达一个临界点,爆炸后产生的亮度变化,就有可能让我们看到。比如北冕座T,它距离地球有3000光年。

所以从某种意义上来说,已经处于死亡阶段的这种恒星,它们依然不安分。稍微的一个亮度变化,就能让人类疑惑并研究成百上千年。

结语

2021年,我国的郭守敬望远镜,又发现了一颗新的激变变星。主星是一颗白矮星,伴星则处在正在向白矮星演化的阶段。

在此之前,天文学家还没有发现过这种过度型的类型,只是在理论研究中预测过它的存在。我国的新发现,则填补了这一领域的空白。

围绕天空的研究,人类在不断深入推进,过去的一些谜团和疑惑会被解开,而新的未知又在前方不断延伸。茫茫和浩瀚之中,人类在持续求索。

参考资料:

《天外来“客”》 光明网 2021年6月3日《主星会“吸星大法” 郭守敬望远镜发现罕见新型激变变星》 科技日报 2021年8月30日

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