當我們看到滿天的繁星時,常常會冒出一個問題,即宇宙中是否存在恒星撞恒星的現(xiàn)象?今天我們就來講一下。
我們銀河系大約有2000至4000億顆恒星,這看上去是一個超級大的數(shù)字,然而雖然恒星的數(shù)量很多,但是銀河系的空間更大,銀河系的直徑至少為10萬光年(新的數(shù)據(jù)顯示為20萬光年),銀盤的平均厚度約為2000光年,銀心的平均厚度更是高達1.2萬光年。
想象一下,就算銀河系有4000億顆恒星,但是把它們放在一個如此大的空間里,它們之間的平均距離也會達到好幾光年。這是什么概念呢?這樣說吧,假如把銀河系內(nèi)的一顆恒星比作一輛龜速行駛的汽車,那么離它最近的汽車都在數(shù)千公里之外,并且也是在龜速行駛。
宇宙中的其他星系的恒星密度也與銀河系相似,因此可以說在宇宙中恒星發(fā)生碰撞的概率是非常低的,但宇宙中的恒星并不是均勻的分布,科學家推測,在恒星非常密集的區(qū)域或者雙星系統(tǒng),就會存在恒星撞恒星的現(xiàn)象,對于整個銀河系而言,這樣的事件大概每10年才會發(fā)生1次。
那么當一顆恒星撞上另一顆恒星時,會發(fā)生什么呢?
宇宙中所有的天體其實都是各種物質(zhì)通過引力吸積而成,恒星也不例外,我們把這種通過引力作用將松散物質(zhì)聚集在一起的能量稱之為“引力結(jié)合能”,其值與將組成天體的松散物質(zhì)移動到無限遠的能量相等。
當一顆恒星撞上另一顆恒星時,如果在碰撞期間釋放的動能超過了它們自身的引力結(jié)合能,這兩顆恒星就會解體,并且再也不能依靠引力聚集。根據(jù)相關(guān)計算,只有在兩顆恒星的相對速度超過大約每秒鐘480公里,這樣的情況才會發(fā)生,而要達到這樣的相對速度,就要求兩顆恒星幾乎是正面對撞才可以。
鑒于宇宙的空曠程度,這樣的事情幾乎不可能發(fā)生,科學家在過去的日子里也從來沒有觀測任何的這類情景,事實上,宇宙中真實上演的恒星撞恒星,都是相距較近的恒星在彼此引力的作用下互相圍繞,然后在漫長的時間里逐漸損失動能而最終撞在一起。
很顯然,這樣的碰撞會“溫柔”很多,碰撞的恒星不會因為碰撞釋放的動能而分崩離析,但當碰撞發(fā)生時,還是會有相當巨大的動能在兩顆恒星的碰撞面釋放,這會形成一個沖擊波面并產(chǎn)生耀眼的光線,與此同時,兩顆恒星的少量物質(zhì)會沿著沖擊波面呈環(huán)形向外高速拋出,當一切結(jié)束之后,兩顆恒星的物質(zhì)就會在引力的作用下合并成一顆更大、更亮的恒星。
在2008年觀測到的天蝎座V1309爆發(fā)就是一個典型的例子,在這兩顆恒星碰撞的最后階段,它們互相圍繞的周期低至1.4個地球日,這個周期隨著距離的縮小而急劇下降,當兩者完全合并之后,其釋放出的能量使這顆新恒星的瞬間亮度增加了1萬倍之多。
科學家觀測到在距離我們大約1800光年的天鵝座,有一個名為“KIC 9832227”的雙星系統(tǒng)表現(xiàn)出即將相撞的趨勢,過去十幾年的數(shù)據(jù)顯示,這兩顆恒星互相圍繞的周期正在不停地縮短,預(yù)計大約在2022年,它們就會發(fā)生碰撞,然后合并成一顆更大的恒星,由于它們和我們距離較近,屆時的我們僅憑肉眼就可以觀賞到宇宙中的這一奇觀。
值得一提的是,在距離我們6光年的地方,一顆名為“巴納德星”的紅矮星正在以大約每秒鐘142.7公里的徑向速度向太陽逼近,不過好消息是這顆恒星和太陽相撞的機率極低,根據(jù)目前的觀測數(shù)據(jù),科學家估計大概在公元9800年的時候,“巴納德星”就會到達距離太陽最近的位置(大約3.75光年),然后與太陽漸行漸遠。
(注:從嚴格意義上來講,宇宙中的白矮星、中子星以及恒星級黑洞等天體只能算是恒星的殘骸,并不能算是恒星,因此本文未做討論)
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見`
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