当心!未来天狼星B可能会威胁地球安全

兔斯基聊科学 2024-10-06 14:45:03

在浩渺的天空中,存在着这样一颗璀璨的恒星,每当它伴随太阳从东方地平线升起,尼罗河的河水便开始泛滥。泛滥的河水润泽了两岸广袤的田地,给古代埃及人带来了丰收的希望。正因如此,古代埃及人将这一天定为新一年的开端,并将这颗恒星视作神明,为之建造神庙,虔诚供奉。这颗神奇的恒星便是天狼星。

10月3日清晨的天狼星和猎户座

天狼星在不同国家的人类文明中皆占据着重要地位。咱们在此不探讨有关天狼星的文化,而是聚焦于它身旁的伙伴。

天狼星还有个小伙伴?没错,天狼星实则是一个双星系统。我们常说的天狼星指的是天狼星 A,而天狼星 A 还有一颗肉眼难见的伴星天狼星 B。在天空中,天狼星极易辨认。沿着猎户座组成猎户腰带的三颗斜星往左下方望去,那颗格外明朗的恒星便是天狼星。

天狼星和太阳

天狼星是天空中除太阳外最亮的恒星,这源于它距地球相对较近,仅 8.6 光年。此外,天狼星 A 是蓝矮星,比太阳更大。其直径是太阳的 1.7 倍,质量为太阳的 2 倍,亮度更是达到太阳的 25 倍。距离近、个头大、亮度高,这使得天狼星成为夜空中最耀眼的存在。

而天狼星 A 的伙伴天狼星 B 则极具特色。它是一颗白矮星。以太阳这类恒星为例,因其质量较小属黄矮星,在演化末期会先体积膨胀成红巨星,随后内部核聚变反应停止,进而坍塌为白矮星。简而言之,白矮星是演化末期的恒星,体积小、亮度低,但质量大、密度高,内部已停止核聚变,犹如“死亡”的恒星。

天狼星A和天狼星B

天狼星 B 是目前人类已知质量最大的白矮星。科学家估测,其质量约为太阳的 1.018 倍。千万别小瞧这小数点后的 0.018 倍,那可是相当于 60 个地球的质量。天狼星 B 质量虽大于太阳,体积却极小,仅与地球相当。

想象一下,一个体积如地球般大小的天体,质量却与太阳相仿,其密度之大可想而知!太阳质量是地球的 33 万倍,天狼星 B 质量与太阳相当,其密度便是地球的 33 万倍。地球密度约 5.5 吨/立方米,天狼星 B 的密度高达 165 万吨/立方米。打个比方,一块普通手机约 100 克到 150 克,体积 50 立方厘米左右,若换成同等体积的天狼星 B 物质,重量竟达 8 吨多,着实可怕!

天狼星B和地球的大小比较

然而,这并非天狼星 B 真正令人畏惧之处。科学家认为,未来的天狼星 B 可能会发生爆炸,直接威胁地球生命的安全。为何科学家会有此担忧?宇宙中部分大质量恒星在演化末期会以超新星爆炸的形式终结一生,这是宇宙中最为剧烈的天体爆炸。而超新星爆炸中有一种类型,即由白矮星引发的 Ia 型超新星爆炸。

科学家研究发现,双星系统中的白矮星会不断从其伴星获取物质,致使质量持续增加。当这颗白矮星的质量达到极限值,即天文学家所说的“钱德拉塞卡极限”,约为太阳质量的 1.44 倍时,这颗本已熄灭的白矮星将“死灰复燃”,引发 Ia 型超新星爆炸。

天狼星B吸收天狼星A的物质

那么,天狼星 B 有这种爆炸的可能性吗?目前来看,它是安全的。因天狼星 B 与天狼星 A 距离较远,约为天王星到太阳的距离(29 亿公里),当下的天狼星 B 无法从天狼星 A 摄取物质来增加自身质量。然而,约 10 亿年后,天狼星 A 将变为红巨星,体积会大幅膨胀。那时,天狼星 B 会捕获天狼星 A 的物质以增加自身质量吗?若存在这种可能,当天狼星 B 的质量迅速增至钱德拉塞卡极限值,便会引发可怕的 Ia 型超新星爆炸。

地球距离天狼星仅 8.6 光年,在此范围内若发生超新星爆炸,即便爆炸产生的伽马射线暴“枪口”未对准地球,也极度危险。

Ia 型超新星

所幸,科学家经计算发现,虽天狼星变为红巨星后体积会膨胀数倍,但仍在洛希瓣范围内。这意味着天狼星 A 的物质不会流失至天狼星 B 上,天狼星 B 也就不会发生超新星爆炸,地球依然安全。

地球附近不存在质量极大的恒星,不会遭受超新星爆炸的威胁。就连仅有的潜在威胁天狼星 B 也无发生超新星爆炸的机会,对于地球上的人类和其他生命而言,实在是万幸。

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