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研究揭开红巨星真相 昭示地球末日情形

科普小知识2022-07-10 23:47:58
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今天的全球变暖正变得越来越明显,但与天文学家最近从望远镜设备上观察到的宇宙中恒星的高温膨胀过程相比,这简直微不足道。

最近,通过国际天文学家的合作研究,人们发现,通过对宇宙深处几颗老化和膨胀的恒星及其周围环境的仔细观察,我们进一步揭示了宇宙中衰落的恒星——红巨星的真实面目。这项研究的结果使我们能够清楚地预见到数十亿年后地球末日的到来:我们赖以生存的地球最终将被高温和高热吞噬。因为天文学家估计恒星死亡时会向外膨胀,然后曾经给地球提供温暖阳光的太阳最终会完全干燥地球。

红色巨星张开大嘴

天文学家这次观测到的第一类恒星参宿四和心大星属于米拉类恒星。它们是红巨星中最大类型的衰变恒星,有时由于它们异常大的尺寸而成为红巨星。

科学解释认为,在这种米拉级恒星中,为其热核反应堆提供能量的氢元素已经基本耗尽。这时,这颗衰变的恒星将不断向外围膨胀,其膨胀范围的直径将大大超过地球围绕太阳的轨道。此外,中心的旧恒星会像心脏一样有规律地膨胀和收缩,这种有规律的脉搏周期大约一年只能完成一次。

法国巴黎天文台的研究员盖伊·佩林说,当我们的太阳在数十亿年后进入这个阶段时,它周围的温度将会急剧上升。据估计,随着恒星有规律的脉动,地球表面的最高温度可能达到3000摄氏度。"直接的后果是地球上的生命将会消失。"佩林博士说,“只是离现在还有几十亿年。”

没落明星的真实面孔

但是,佩林和他的同事如此热衷于研究米拉星的真正原因之一是,在观察这种剧烈的恒星活动的过程中,人们可以对恒星表面的实际情况有更直观、更详细的了解。

这一次,天文学家在他们的研究工作中结合了几个大型望远镜,形成了一个高效的超大型天文观测系统。利用干涉测量技术,他们第一次清晰地观察到了恒星表面之外的光球区域。本研究中的近红外观测数据全部来自美国亚利桑那州史密森天体物理天文台。

天文学家说:“每次它们经历一个有规律的脉动过程,这些红巨星就会失去部分质量,形成大量的恒星介质。”根据佩林博士的解释,实际计算表明,每次这些老化的恒星膨胀和收缩,多达三分之一的地球质量将被喷射到宇宙的星际空间,然后我们将看到一个异常美丽的星云扩散的场景。然而,到目前为止,科学家仍然不清楚到底是什么导致了这个奇怪的过程。佩林博士说:“目前的观点是,这种膨胀和收缩过程导致恒星物质从恒星表面漂浮出来,形成宇宙尘埃。与此同时,恒星发出类似风的光热辐射,并被吹离恒星,进入广阔的宇宙。”

在最近的研究中,人们发现在恒星辐射风的后面,还有一层水蒸气和一氧化碳,它们远离恒星表面,围绕着恒星。这让研究人员感到非常困惑,因为仅靠大气压力不足以支撑这一又高又厚的物质层。佩林和他的团队认为恒星离子很可能起了作用。

太阳的终结,地球的灾难

同时,天文学家通过研究进一步验证了米拉级恒星的直径。他们认为这种红巨星的表面直径比以前认为的要小,比最初估计的仅大70%左右。以太阳系为参照,其恒星表层的直径约为火星绕太阳轨道的范围(大于地球绕太阳轨道);然而,新发现的水蒸气和一氧化碳的混合层离恒星表面很远,它离恒星中心点的距离大约等于太阳系中火星和木星之间的小行星带的轨道半径。

美国亚利桑那州图森市国家光学天文台的斯蒂芬·里奇韦(Stephen Ridgeway)是该研究小组的成员,他说:“这一发现解决了之前关于米拉级恒星大小的争论,并进一步描述了恒星老化和脉动的过程及其组成部分。这些发现也将非常适用于其他恒星。”

到目前为止,我们终于可以得出这样的结论:当我们的太阳变老并膨胀时,地球将被完全消耗并最终蒸发,而靠近地球的火星最终将面临灼热的毁灭。现在剩下的一个问题是,是否像一些科学家推测的那样,地球上的生命迹象会在极度干旱中结束,或者它们最终会被炽热的太阳膨胀所吞噬,然后被彻底“炸”掉?