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已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星

已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星
2020年03月06日 05:11 新浪网 作者 牵挂那份爱

  海山二(Eta Carinae),西方称为船底座 η(η Carinae) 星,是一个质量非常高的高光度蓝变星,可能是一个双星系统。质量约为120~200M⊙,亮度则约为 5×10^6L⊙,距离地球约7500 ly。活动极不稳定,经常会发生特大的爆发,期间甚至其形状也会由圆形变为哑铃型。这张在 1996 年经由复杂的影像处理后所得的影像,可显示出这颗淘气的恒星周围云气的细微部分,其中包括两个清楚的圆形突出部分,一个炙热的中央区域,以及一些奇怪的辐射状条纹。充满着气体与尘埃的两个圆形突出部分,正吸收来自中央区域的蓝光与紫外线。那些奇怪的辐射状条纹至今仍然无法解释。或许这些线索将告诉我们星云是如何形成的,也或许是暗示我们海山二将在何时爆炸。

  已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星

  海山二(Eta Carinae)

  恒星简介

  海山二是质量巨大的恒星中距离地球最近的一颗,位于船底座,天文学家可以得知许多该天体的详细资料。根据各种波段的数据,海山二确定是已知亮度最高的天体之一。图中海山二所发出的紫外光,经由反射使色彩呈现紫色调,膨胀中的气体双瓣上是黝黑尘埃组成的条纹。

  海山二亮度可能已经接近爱丁顿光度的限制(甚至可能超过爱丁顿光度的限制),外部的辐射压力几乎强到可以抵消重力。如果恒星的质量超过爱丁顿光度的限制,它们的重力仅能勉强约束住辐射与气体,并在不久的未来可能导致超新星与极超新星的现象发生。

  已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星

  船底座大星云核心部含海山二,欧米伽星

  补充资料:海山二星是颗大质量的恒星。在过去的历史中,海山二星有数次大幅增亮然后又变暗的记录。 在 1843年4月的短暂期间,海山二星曾经是地球夜空中排行第二的亮星,亮度只输给天狼星,虽然它的距离有7500ly,或者说是天狼星距离的800倍。 天文学家认为海山二星在接下来的几百万年内,很可能会发生超新星爆炸。 此外,大质量的海山二星也是超超新星(Hypernova)的可能候选天体,也就是说,它有可能是未来的伽玛射线爆发源。1841 年是海山二星有记录的活动最高峰。期间亮度甚至比天狼星还要高,以至于人们在白天都可以看到这颗恒星。目前海山二星已经处于发展的晚期,活动正在衰落。在它的外围已形成了一个很大的行星状星云——一般存在于死恒星外围。但海山二星依然在继续着剧烈的喷发。一般认为,海山二星的最后会变成一颗超新星。

  亮度变化

  海山二一引人注目的特征是亮度的变化,目前被分成高光度蓝变星(Luminous Blue Variable,LBV)双星。

  海山二被爱德蒙哈雷于1677年第一次记录下来,当时它是颗4等星,不过到了1730年时,观测者注意到它已经变得相当明亮,成为船底座最耀眼的恒星之一。海山二接下来再度变暗,直到1782年又回到原先那样的暗淡,但是它在 1820 年开始再度变亮。到了1827年时,海山二变亮超过 10倍,并且在1843年4月达到顶点,亮度为-0.8等,为全天空第 2 亮的恒星,仅次于距离 8.6 ly 的天狼星。

  已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星

  海山二活动极不稳定,经常会发生特大的爆发,期间甚至其形状也会变得不规则。海山二最近的一次的爆发在1841年,几乎达到它的顶峰,而爆发的原因仍然是未知。天文学家推测可能由于海山上巨大的光度产生的辐射压所致。海山二在 1843 年之后再度变暗,在1900~1940年间,它的亮度只有 8 等,所以无法用肉眼观测到。

  海山二在 2003 年夏季发生一次分光极小现象。科学家曾组织一个巨大观测活动,包括动用所有可用的地面(例如CCD光度分析)与太空望远镜,例如哈勃太空望远镜、钱德拉 X 射线天文台、国际伽玛射线天体物理实验室与甚大望远镜。这些观测活动的主要目的是去决定海山二是否是一对双星,如果是一对双星的话,试图确认它的伴星,确定这个现象的产生原因,并了解它们(如果是双星的话)与19世纪大爆发之间的关联。

  已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星

  海山二的光谱观测显示,一些发散谱线过去每5.52年会周期性的变暗,这个时期稳定的持续几十年的时间。海山二的无线电发散谱线与 X 射线的光度在这些“事件”发生时也会下降。这些变化与紫外线的观测显示海山二非常有可能确实是一对双星,伴星是一颗炎热但质量较小的恒星,并拥有一个周期为5.52年的高偏心率的椭圆轨道。

  海山二的亮度在 1998~1999 年之间突然加倍,而在2007年时,可以很容易用肉眼就观测到它,目前海山二的亮度已经接近5等。

  未来预测

  目前海山二已经处于发展的晚期,活动正在衰落。在它的外围已经形成了一个很大的哑铃状的行星状星云一般存在于死恒星外围)。但海山二依然在继续着剧烈的喷发。一般认为,海山二的最后会变成一颗海山二超新星或极超新星。

  已知宇宙中亮度最高的天体之一:海山二星

  目前海山二的演化途径与年龄都尚未确定,所以爆炸可能发生在数百万年后,也可能发生在数千百年后,也可能爆炸的光芒已经在传播的路上。像海山二这种高光度蓝变星(Luminous Blue Variable)可能是超大质量的恒星的一个演化阶段,主要的理论认为它们将表现出极端的质量流失,并在发生超新星爆炸之前变成一颗沃尔夫-拉叶星(Wolf-Rayet star),不过如果它们无法留住质量的话,将会成为超超新星。

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