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这颗恒星到底对自己做了什么?

想必事情的经过是这样的……

这颗恒星到底对自己做了什么?
哈勃太空望远镜1998年拍摄的“魔鬼鱼星云”。ESA / Hubble / NASA

万物皆在变化。但是许多变化发生得很慢,以致于我们穷尽一生,也未必能够觉察到。

恒星的演化,就是这样一个缓慢的过程。通常来说,人类无法对此有一个直观的感受。但是最近,一些天文学家观察到,一颗恒星的温度在短短二十年时间内,竟然就上升了一倍。

这颗恒星的编号是 SAO 244567,位于天箭座。它距离地球约有2700光年,是一个行星状星云的中央星。它抛射出来的外层物质,形成了所谓的“魔鬼鱼星云”。天文学家通过可见光观测这个星云已有45年之久。在1971至2002年其间,这颗恒星的表面温度突然上升了将近4万摄氏度。而最近天文学家通过哈勃太空望远镜的观测发现,SAO 244567又开始冷却和膨胀。

虽然并非前所未见,但确实是一种异常现象。假如恒星的原始质量是太阳的3至4倍,那么它温度的急速上升就比较容易解释。然而数据显示并非如此。所以在这几十年中,它一直是个谜。

针对这一现象,天文学家的一种解释是,它温度的上升,很可能是由“氦闪”引起的。我们现在看到的这颗恒星,正处于“氦闪”触发后,重新开始膨胀的一段时期。

这颗恒星到底对自己做了什么?
动画地址:点此。

这段动画演示了SAO 244567的演化过程。动画开始时的时间为公元前10300年,那时恒星的半径是太阳的152倍,表面温度大约是3500摄氏度,是一颗橙色星。

此时,它已经失去了一半的原始质量。这颗恒星在随后的10000年中逐渐缩小到了太阳体积的40倍;与此同时,温度上升到了6800摄氏度,颜色也变成黄白色。当恒星温度上升到20000摄氏度时,恒星内部的氦聚变被触发。

“氦闪”过后恒星迅速转变为一颗蓝白色的星,表面温度高达21000摄氏度,而体积只有太阳的4倍。SAO 244567继续收缩,直至其体积只有太阳的1/3,温度达到60000摄氏度。2002年它到达的就是这一阶段。

而最新的观测结果表明,这颗恒星现在仍然是蓝色的,仍然极为炽热。其表面温度仍然高达50000摄氏度。但此时它已经开始膨胀,它的体积已经恢复到了太阳的2/3。未来几百年间,SAO 244567将会继续膨胀,直至回到它原本拥有的巨大体型和橙色色调。ESA / Hubble / L. Calada

“氦闪”是指包裹在恒星内核外部的氦,由于恒星持续收缩带来的温度上升,而引发的短时聚变反应。根据恒星演化理论,当“氦闪”发生后,恒星很快就会发生膨胀,温度也会降下来,进而在表象上,回归到它的前一演化阶段。新的观测结果证实了这一猜想。“氦闪”产生的核能量迫使原本已经很小的中央恒星开始膨胀,回复到原来的大小。

这可能是人类首次看到恒星“氦闪”后的重新膨胀。

但到目前为止,科学家对SAO 244567行为的解释还是不全面的。在人们拥有更好的恒星演化模型之前,它仍是一个谜。

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