天狼星又叫大犬座α星,位于大犬座,距離地球約 8.6 光年,是夜空中最亮的恒星,視星等為-1.46,比其他恒星都要亮,幾乎為第二亮恒星老人星的兩倍,因此在夜空中非常容易被識別。不過,其亮度仍然比不過木星和金星,水星和火星在夜空中偶爾也會比天狼星更亮。
在古埃及,天狼星被視為尼羅河泛濫的標志,因為它的出現與尼羅河的泛濫季節(jié)相吻合。在中國古代,天狼星則被視為不吉利的象征。
其實,天狼星是一個雙星系統(tǒng),由一顆主星和一顆伴星構成。1844年,德國天文學家貝塞爾根據天狼星的移動路徑推斷天狼星是一顆雙星,存在一顆伴星。1862年美國天文學家克拉克驗證了這一推測。
我們在夜空中用肉眼所看到的那顆明亮的天狼星其實是天狼星A,它是一顆處于主序星階段的藍矮星,呈藍白色,質量約為太陽的 2 倍,半徑約為太陽的 1.7 倍。太陽就是一顆處于主序星階段的黃矮星。而天狼星A的那一顆伴星天狼星B,則是一顆白矮星,質量接近太陽,但體積卻比地球小。
天狼星B是人類所觀測到的第1顆白矮星,并且是已知質量最大的白矮星之一。白矮星和中子星都屬于的密度非常大的致密星,是恒星衰老死亡后的產物。白矮星密度最高可達每立方厘米10噸,所以相對于主序星階段的恒星來說,白矮星的不僅體積小且質量大。白矮星雖然內部不再發(fā)生核聚變,但殘余的熱量仍然使得表面溫度非常高,可達數萬攝氏度,因此它們會發(fā)出白色的光芒。
根據科學家的推測,天狼星B是由一顆質量大約相當于太陽質量5倍的恒星衰老死亡后所形成的,大約形成于2.5億年前。也就是說,天狼星B的前身是一顆比天狼星A還大不少的恒星。但在發(fā)生超新星爆發(fā),損失大約4個太陽質量后,天狼星B搖身一變,由大哥變成了小弟。
白矮星的形成過程可以分為兩個階段。
首先,恒星耗盡核心氫燃料后,內部輻射壓減弱,核心會開始收縮,溫度和密度都會急劇升高,并引發(fā)多輪更為猛烈的核聚變,使得恒星外層不斷膨脹,形成紅巨星。
然后,當核心的溫度和密度足夠高時,恒星外層絕大部分外層物質都將噴發(fā)到太空中,形成星云,余下的核心部分會繼續(xù)收縮,形成一個小而致密的白矮星。
天狼星B與天狼星A平均相距20個天文單位,即這兩顆雙星之間的平均距離是地球和太陽距離的20倍。觀測數據顯示,它們都在偏心率頗大的軌道上互相繞行,繞行周期約50年。
天狼星A雖然更大更亮,但這同時也意味著它的壽命比太陽更短。由于天狼星B與天狼星A之間距離比較近,當天狼星A進入紅巨星階段后,其所噴發(fā)出的大量物質會被天狼星B所捕獲,從而增加天狼星B的質量。
白矮星這種天體有質量上限,其最大質量只能是太陽質量的1.4倍左右。目前天狼星B的質量與太陽差不多,如果它的質量再繼續(xù)增加,接近或者超過其質量上限,那么它就將變得不穩(wěn)定,最終引發(fā)超新星爆發(fā)。
不過這大概率不會讓天狼星B由白矮星轉變成為一顆中子星,天狼星B將在這一場猛烈的爆炸中灰飛煙滅。那時天狼星方向將在一段時間內極為明亮,比天空中的滿月還亮。
在地球附近有發(fā)生超新星爆發(fā),可不是什么好事,這可能會對地球產生影響。超新星爆發(fā)過程中所釋放出的能量極為巨大,如果該過程中所產生的伽馬射線暴對準了地球方向,將會對地球大氣等產生很嚴重的影響,這對地球生命是致命打擊。根據科學家的推測,地球歷史上某些物種大滅絕事件,可能就與地球附近發(fā)生的超新星爆發(fā)有關。
但好在天狼星A在主序星階段還能穩(wěn)定地持續(xù)約10億年,然后才會進入紅巨星階段,那時才有可能成為地球生命十分巨大的潛在威脅。不過10億年對人類來說實在太過漫長,因此我們完全沒必要擔心。
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