紅巨星“小熊座T”的現在,太陽的未來,恆星最後的“生命歷程”

在大熊星座北部,一顆恆星正在以非常劇烈的方式走向死亡。

它通過痛苦的“打嗝”方式發出激波,使表層物質向周圍空間噴射。這給予我們窺視數十億年後可能太陽可能的命運。

紅巨星“小熊座T”的現在,太陽的未來,恆星最後的“生命歷程”

圖解:太陽未來的命運

這顆恆星就是紅巨星T Ursae Minoris(簡稱“T UMi”)。天文學家認為它剛在一次熱脈衝中噴發,熱脈衝的發生週期約在1萬年到10萬年之間。

澳大利亞國立大學天文研究員Meridith Joyce表示:“這將是在人類時間尺度上直接觀測一顆恆星衰老跡象的一次絕佳機會”。

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圖解:紅巨星和太陽的比較

T UMi目前確實處於一顆恆星生命中被稱為“漸近巨星”(AGB)的特殊階段,這是恆星演進中的一個狀態。在這個階段恆星首次達到八倍太陽質量。

此時的恆星已是一顆紅巨星。其核心中氫已全部耗盡,只剩下碳和氧。在“漸近巨星”階段稍早期,核心周圍殼層氦燃燒成碳。

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圖解:比較當前作為主序星的太陽和將來成為紅巨星的太陽。

當氦全部耗盡,恆星外層的氫殼層燃燒成氦,源源不斷補充氦殼層直至氦層燃燒爆炸,再一次燃燒成碳。這個過程就是熱脈衝,也被稱為氦閃,可持續幾百年之久。

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圖解:澳大利亞國立望遠鏡/澳大利亞聯邦科學與工業研究組織

天文學家密切觀測T UMi100多年了,詳細記錄了它亮度變化的時長。一直到1979年之前,變化都穩定在310天到315天之間。

但1979年是一個重要拐點:週期急劇下降到274天,並且自此以後就一直穩步下降。

1995年,天文學家提出假設,認為這個突然的轉變是由氦閃引起的。

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圖解:櫻井之星是正在經歷氦閃的白矮星。

Joyce和她的同事通過幾十年對氦殼下層地帶的觀測驗證了這個假設。在過去30年,她們觀測到恆星的體積、亮度和溫度都在不斷下降。

這個結論反過來幫助他們得出更多關於恆星的結論。他們確定,這顆恆星年齡大約12億歲,最初的質量約是2倍太陽。

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圖解:低質量恆星在不同階段的核聚變反應。

在過去的幾百萬年,它經歷著這個痛苦的死亡過程。預計在殼層物質全部耗盡前約有20到25次脈衝發生,這次脈衝約在第20到24次之間。此後幾十萬年間恆星內核將演化成一顆白矮星。

這是我們預計在約50億年後太陽可能的命運。

太陽最後將像氣球一樣爆炸,密度急劇下降,吞噬掉內部行星,並將其表層物質拋射到行星狀星雲中。太陽質量不足以產生超新星,因此它將平靜地結束,變成一顆白矮星,慢慢失去熱能直至變成一顆寒冷、黑暗、死去的石頭,漂浮在宇宙中。

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圖解:哈伯太空望遠鏡拍攝的天狼星聯星系統,在左下方可以清楚的看見天狼伴星(天狼B)。

我們無法身臨其境,但我們可以持續觀察T UMi。整個變化過程非常劇烈,因此我們可以實時進行觀測。“我們可期待在有生之年看到它再次膨脹”。Joyce說道。“未來幾十年,業餘天文愛好者和天文學家都將持續觀測這顆恆星的演化,直接驗證我們對未來30年到50年的預測。”

這是多麼激動人心啊!

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. sciencealert-苗

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