第176章 天蠍座V907_可觀測Universe_笔趣阁阅读小说网 

第176章 天蠍座V907(1 / 2)

天蠍座v907恒星)

·描述:一顆雙星係統中的新星

·身份:天蠍座的一顆複發性新星,距離地球約6,500光年

·關鍵事實:在20世紀經曆了多次爆發,為研究白矮星在雙星係統中如何反複吸積並引爆物質提供了關鍵數據。

第一篇:6500光年的“宇宙爆竹”——天蠍座v907的百年爆發傳奇

1990年夏夜,雲南撫仙湖畔的中國科學院雲南天文台鳳凰山觀測站,52歲的天文學家李建國裹著洗得發白的藍布工作服,盯著電腦屏幕上跳動的曲線,指節因用力而泛白。山風裹著鬆針的清香鑽進控製室,吹得桌上的觀測日誌嘩啦翻頁,遠處撫仙湖的波浪聲像宇宙的低頻心跳。他負責的“南天新星巡天項目”已運行二十年,見過無數恒星的明暗變化,卻從未見過如此“準時”的爆發——天蠍座方向的一顆暗星,亮度在三天內暴漲了1萬倍,像黑夜中被點燃的爆竹,光芒穿透6500光年的星際塵埃,恰好落進他的望遠鏡視場。

“v907……又是你!”李建國扶了扶老花鏡,指尖顫抖著劃過檔案櫃裡的舊記錄冊。泛黃的紙頁上,1917年、1933年、1946年、1979年的觀測筆記赫然在目:同樣的星座、同樣的坐標、同樣的“突然增亮”,像宇宙寫給地球的定時信。“複發性新星……”他喃喃自語,聲音裡混著激動與敬畏,“你這‘爆竹’,竟敢在百年裡炸了四次!”

一、“定時爆竹”的初現:1917年的意外發現

故事的起點要追溯到1917年。那年中國正值北洋政府時期,雲南昆明郊外的鳳凰山還隻有一座簡陋的天文台,32歲的天文學家陳遵媯用一架口徑僅10厘米的折射望遠鏡,偶然瞥見天蠍座深處一顆從未記錄過的暗星突然發亮。“像顆小豆子突然被點著了火,”他在當年的《觀象叢報》中寫道,“連續三晚,它的光芒蓋過了旁邊所有的星星,第四晚卻像被掐滅的蠟燭,悄悄暗了下去。”

當時沒人知道這是什麼。直到1920年代,國際天文學界確認這是一種名為“新星”的現象——恒星突然爆發,亮度驟增後又緩慢恢複。但陳遵媯記錄的這顆星很特彆:它不是一次性爆發,而是在1946年、1979年又兩次“複燃”。直到1980年,它被正式命名為“天蠍座v907”,成為人類發現的少數幾顆“複發性新星”之一。

“複發性新星就像宇宙裡的‘爆竹專業戶’,”李建國常對新來的學生說,“普通新星一輩子隻炸一次,它卻能反複炸,間隔幾十年再來一發。”6500光年的距離,意味著李建國在1990年看到的爆發,其實是v907在公元1340年19906500=4510,此處修正:1990年觀測到的爆發,實際發生在19906500=4510年?不,光傳播需要6500年,所以1990年看到的是6500年前的爆發。正確表述應為“此刻他看到的v907,其實是它6500年前的模樣”)。

李建國翻開1990年的觀測日誌,上麵畫著v907的光變曲線:爆發前亮度是18等肉眼不可見),爆發後三天飆升至8等肉眼可見),隨後像退潮般緩慢變暗,兩年後才回到原來的暗度。“每次爆發的亮度、持續時間都差不多,”他指著曲線說,“像按劇本演出,精準得讓人害怕。”

二、“雙星搭檔”的秘密:小個子“偷吃”大塊頭

v907為何能反複爆發?答案藏在它的“身世”裡——它並非單打獨鬥的恒星,而是一個“雙星係統”的搭檔組合。

李建國團隊用雲南天文台的2.4米望遠鏡拍下v907的光譜,發現它的光譜中有兩套截然不同的特征:一套是高溫恒星的吸收線像白熾燈的鎢絲),另一套是低溫恒星的發射線像燒紅的煤塊)。“這是典型的雙星係統!”團隊裡的年輕博士小王興奮地喊,“兩顆恒星互相繞轉,我們從側麵看,它們的光疊加在一起了!”

通過長期監測光譜線的周期性偏移多普勒效應),他們算出了雙星的基本參數:其中一顆是“白矮星”——一種密度極高的“小個子恒星”,體積和地球差不多,質量卻和太陽相當,像塊壓縮餅乾;另一顆是“紅巨星”——體積膨脹的老年恒星,外層大氣鬆散得像。兩顆星相距僅幾百萬公裡相當於水星到太陽距離的110),像跳貼麵舞的伴侶,每5.8小時繞彼此轉一圈。

“關鍵就在‘偷吃’,”李建國用筷子比劃著解釋,“紅巨星外層大氣太鬆散,白矮星像個小強盜,用引力慢慢吸走它的物質——主要是氫。這些物質像溪流一樣,沿著看不見的‘管道’落到白矮星表麵,堆積成一個越來越厚的‘氫餅’。”

團隊用計算機模擬了這個“偷吃”過程:紅巨星每秒損失1億噸物質,其中千分之一被白矮星捕獲,在表麵積累成厚度約10米的氫層。當氫層質量達到臨界值約10萬億噸),壓力和溫度驟升,瞬間引發核聚變——就像往乾柴堆裡扔火柴,“轟”的一聲,氫聚變成氦,釋放出巨大能量,把白矮星“炸”亮,這就是新星爆發。

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“炸完之後呢?”小王追問。李建國笑著指向模擬動畫:“氫層沒了,白矮星‘餓’了,又開始偷偷吸紅巨星的物質。幾十年後,氫層重新堆夠,‘爆竹’再次點燃——這就是v907能反複爆發的秘密!”

三、“百年四炸”全記錄:宇宙的“定時表演”

v907的“表演”堪稱宇宙級的準時。李建國團隊整理了它的爆發編年史:

1917年5月:中國近代天文學家首次記錄爆發,亮度峰值8.5等,持續約30天。當時的《科學》雜誌稱其為“天蠍座新客星”,民間誤以為是“災星”,雲南當地甚至有村民朝它磕頭祈福。

1933年8月:爆發間隔16年,亮度峰值8.2等,比上次略亮。德國天文學家用照相底片記錄下全過程,發現爆發時恒星顏色從紅色變為藍色溫度升高),像塊燒紅的鐵。

1946年11月:間隔13年,正值二戰結束,美國天文學家在戰爭廢墟中用臨時修複的望遠鏡觀測到這次爆發,稱它為“和平的煙火”。

1979年3月:間隔33年,此時李建國已加入雲南天文台,他用新建成的1米望遠鏡拍下清晰的爆發光譜,發現氫線旁出現了氦線和碳線——“白矮星在爆炸中把氫‘燒’成了更重的元素,像做菜時加了調料!”

1990年7月:李建國親曆的第四次爆發,亮度峰值7.8等,是曆次最高的一次。團隊用高速相機拍到爆發初期的“激波閃光”,像石子投入水麵激起的漣漪。

“每次爆發的間隔看似隨機,其實有規律,”李建國指著間隔年份16、13、33、17年)說,“平均25年左右,像宇宙的‘生物鐘’。”更神奇的是,爆發後的“恢複期”也在變長:1917年爆發後2年恢複暗度,1990年卻用了3年。“白矮星在‘長大’,”小王推測,“每次爆炸後,白矮星質量略微增加吸積的氫多於爆炸拋射的),引力更強,下次吸積物質更快,但爆炸也更劇烈,所以恢複期拉長——它在慢慢‘變胖’!”

四、“宇宙實驗室”的價值:破解白矮星的“成長密碼”

v907的反複爆發,讓它成了研究白矮星演化的“天然實驗室”。李建國團隊的核心任務,就是通過它破解三個終極問題:白矮星如何通過吸積“增肥”?它最終會變成什麼?宇宙中是否存在“ia型超新星”的前身?

第一個問題,團隊用“物質吸積率”回答了。通過分析爆發前後的光譜,他們發現白矮星吸積物質的速率並非恒定:當紅巨星外層大氣膨脹時像呼吸時的呼氣),吸積率升高,氫層積累更快;當紅巨星收縮時吸氣),吸積率降低。“它像在‘按需進食’,”李建國比喻,“胃口好時多吃,胃口差時少吃,所以爆發間隔忽長忽短。”

第二個問題關乎白矮星的“命運”。理論上,白矮星質量有上限錢德拉塞卡極限,約1.4倍太陽質量),超過就會坍縮成中子星或爆炸成超新星。v907的白矮星目前質量約1.2倍太陽質量,每次爆發拋射約萬分之一太陽質量的物質相當於地球質量的3倍)。“它像在玩‘踩鋼絲’,”小王計算道,“吸積物質增加質量,爆炸拋射減少質量,兩者平衡下,它可能在幾十億年裡緩慢接近極限——要麼變成中子星,要麼‘砰’一聲炸成超新星,照亮整個星係!”

第三個問題最讓天文學家興奮。ia型超新星是宇宙學中的“標準燭光”,用於測量宇宙膨脹,但它們的起源一直是個謎——主流理論認為,是白矮星吸積伴星物質達到極限後爆炸。v907正是這一理論的“活例子”:它反複吸積、爆炸,若某次吸積過多沒來得及爆炸,就可能突破極限,變成ia型超新星。“我們正在給它‘體檢’,”李建國指著最新的質量估算數據,“目前它還‘安全’,但誰也說不準下一次爆發會不會‘玩脫’。”

五、“守夜人”的日常:與6500光年的“爆竹”對話

研究v907的三十年裡,李建國成了它的“專職守夜人”。他的辦公室牆上掛著一幅手繪星圖,天蠍座v907的位置被紅筆圈出,旁邊寫著“1990.7.15爆發峰值”。每年爆發紀念日,他都會泡一杯普洱茶,對著星圖發呆:“你說這星星上,有沒有可能存在生命?它們會不會也像我們一樣,看著‘爆竹’發呆?”

觀測的日子充滿意外。1987年,團隊準備用新建的d相機記錄v907的爆發,卻趕上雲南罕見的暴雨,望遠鏡穹頂漏水,差點毀了設備;1990年爆發時,山裡突然停電,李建國帶著學生在柴油發電機旁守了三晚,手凍得握不住筆,卻不肯離開半步。“錯過一次爆發,可能就要再等幾十年,”他說,“宇宙不會等你準備好。”

公眾對v907的熱情也出乎意料。李建國開了個“星空故事會”,給孩子們講“會爆炸的星星”,有個小學生問他:“爺爺,v907下次什麼時候炸?我能等到嗎?”他笑著回答:“你要好好吃飯、睡覺,長到30歲就能看到了——它比你靠譜,從不遲到。”

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如今,李建國已退休,但每天仍會去觀測站轉轉。他的接班人小王帶著更先進的設備如麗江2.4米望遠鏡、郭守敬望遠鏡),繼續追蹤v907的“成長”。2020年,團隊用哈勃望遠鏡拍到v907的雙星細節:白矮星像顆蒼白的珍珠,紅巨星像團紅色的絨毛,兩者之間連著一條淡淡的“物質橋”,像宇宙裡的臍帶。“你看,”小王指著照片對李建國說,“它們在跳一支6500年的舞,而我們,有幸看了其中幾小節。”

山風再次吹進控製室,撫仙湖的浪聲依舊。李建國望著天蠍座的方向,知道6500光年外的v907仍在安靜旋轉,悄悄吸積著伴星的物質,等待下一次“爆竹”的點燃。這顆“宇宙爆竹”用百年四次的爆發告訴人類:恒星也會“呼吸”,宇宙也有“定時表演”,而人類的使命,就是在這無儘的黑暗中,做一個忠實的“守夜人”,記錄每一束光的到來與離去。

第二篇:6500光年的“雙星之舞”——天蠍座v907的未解之謎與新世代觀測

2023年深秋,麗江高美古天文台的2.4米望遠鏡控製室內,38歲的新一代天文學家王浩盯著屏幕上跳動的光譜曲線,指尖在鍵盤上敲出急促的節奏。窗外,玉龍雪山的輪廓在月光下泛著銀輝,山腳下的納西族村落傳來零星的犬吠,而他眼中隻有天蠍座深處那顆“老熟人”——v907。自從2020年用哈勃望遠鏡拍到它雙星間的“物質橋”後,團隊就發現這顆6500光年外的“複發性新星”越來越“不安分”:爆發間隔從平均25年縮短到18年,最近一次“熱身”亮度異常波動)發生在2022年,像爆竹引線被悄悄點燃。

“王哥,你看這個!”實習生小林舉著平板衝進來,屏幕上是一組韋伯望遠鏡剛傳回的紅外圖像,“v907的紅巨星外層大氣在‘鼓包’!像孕婦的肚子,比2020年大了15!”

王浩的瞳孔驟然收縮。他知道這意味著什麼:紅巨星外層大氣膨脹,會讓白矮星更容易“偷吃”物質,吸積率升高——v907的下一次爆發,可能比預期更早到來。這顆百年間炸了五次的“宇宙爆竹”,正用它的“不安分”,向人類拋出新的謎題。

一、新一代的觀測接力:從“守夜人”到“解碼者”

王浩的辦公室牆上,掛著兩張照片:左邊是李建國退休時送他的手繪星圖,v907的位置用紅筆圈著“1990.7.15爆發峰值”;右邊是2020年哈勃拍攝的v907雙星特寫——蒼白的白矮星像顆冰冷的珍珠,紅色的紅巨星像團蓬鬆的絨毛,兩者之間連著一條淡藍色的“物質橋”,像宇宙為這對舞伴牽的紅線。

“李老師當年用肉眼和膠片相機‘守’了三十年,我們現在有韋伯的紅外眼、fast的射電耳,還有郭守敬望遠鏡的光譜手,”王浩常對團隊說,“但v907的‘脾氣’沒變——它還是那個定時爆炸的‘爆竹專業戶’,隻是我們終於能看清它‘化妝’的樣子了。”


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