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《小村醫脈動蒼穹》第六百二十四章 畢宿星團
  畢宿五組成的星系比較特殊,畢宿五除了內部的兩顆行星,它還有一顆伴星,那就是金牛座a—HG01的白矮星,畢宿五和這顆白矮星相互繞著運行。

  宇宙中天體中的白矮星是一種低光度、高密度、高溫度的恆星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小,因此被命名為白矮星。白矮星是演化到末期的恆星,主要由碳構成,外部覆蓋一層氫氣與氦氣。白矮星在億萬年的時間裡逐漸冷卻、變暗,它體積小,亮度低,但密度高,質量大。通過對白矮星的探測研究發現,在銀河系中已被發現的白矮星有數十萬顆。

  畢宿五和金牛座a—HG01白矮星都是經歷著恆星的末期,而常慶輝博士在對金牛座a—HG01白矮星的光譜觀測中又是發現了空間岩石碎片的信號痕跡,這就暗示著它撕碎過周圍的行星。

  畢宿五星系無疑就是恆星系的晚年時期,因此在之前的主序星階段,它的周圍會有著一定數量的行星繞轉著,並且也會擁有著單獨的星雲層。後來隨著它的演變,周圍的行星漸漸的被它或者被大行星畢宿五b給撕碎了,又是某個時候附近的白矮星金牛座a—HG01進入了畢宿五星系,於是有了伴星的天象。

  中低質量的恆星在主序星的後期階段,氫聚變反應結束以後,將在核心進行氦聚變,即每三個氦核聚變成一個碳核,碳核再捕獲另外的氦核而形成氧核,因此會膨脹成為一顆紅巨星。現在的畢宿五就是這樣的恆星,等待它的命運,最後的結果就是成為一顆白矮星。

  紅巨星成為白矮星的過程也是很漫長的,當紅巨星的輻射壓力不能平衡引力的時候,外部向外膨脹並不斷變冷,而內部氦核受引力作用收縮坍塌,被壓縮的物質不斷變熱,最終內核溫度將超過一億度,於是氦開始聚變成碳。經過幾百萬年,氦核燃燒殆盡,於是氦層內部就形成了一個碳球。碳球外面仍然是以氦和氫為主的混合物,這個時期整個碳球周圍的核反應過程變得複雜起來,中心附近的溫度繼續上升,最終使碳轉變為氧元素。與此同時,紅巨星外部開始發生不穩定的脈動振蕩,於是外層的氦氫層會被拋離出去成為新的類木行星或者外層星雲,就這樣在紅巨星內部便誕生了一顆白矮星。

  白矮星是恆星的最末期,它的內部不再有物質進行核聚變反應,因此不再有能量產生。這時的白矮星不再由核聚變的核能熱來抵抗重力崩潰,而是由極端高密度的物質產生的電子簡並壓力來支撐。物理學上,對一顆沒有自轉的白矮星,電子簡並壓力能夠支撐的最大質量是1.4倍太陽質量(錢德拉塞卡極限),許多碳氧白矮星的質量都接近這個極限的質量,有時經由伴星的質量傳遞,白矮星可能經由碳引爆過程爆炸成為一顆超新恆星。

  白矮星和金牛座a—HG01和畢宿五作為彼此的伴星,二者很有可能最後結合到一起形成大爆炸,於是又一顆新的恆星即將誕生。不過還有一種可能,如果畢宿五不是在紅巨星時期和白矮星金牛座a—HG01結合,當它也成為白矮星的時候,也許最後的結果它和白矮星金牛座a—HG01都會坍塌成為黑洞,再後期就是兩個黑洞的合並。

  如果按著天文物理學分析,白矮星的末期會成為黑矮星,因為白矮星沒有能量的來源,因此它將會逐漸釋放它的熱量溫度降低。經過漫長的時間,白矮星的溫度將冷卻到光度不再能被看見,而成為冷的黑矮星。不過宇宙中的黑矮星並沒有被發現,也許是宇宙年齡的關系,現在的宇宙仍然太年輕(大約137億歲),即使是最年老的白矮星依然輻射出數千K的溫度,因此在宇宙中還不可能有黑矮星的存在。其實大多數的白矮星沒有等到成為黑矮星的時候,它們就是在暗物質和暗能量的作用下而收縮坍塌成為了黑洞,或者它們遇到了其他的高能輻射紅巨星,從而會合並成為新的恆星。

  常慶輝博士與其他的兩位博士一起觀測研究了畢宿五周邊的天體以後,接著他們又把目光投向了畢宿星團。

  星團是指一堆恆星聚集成的集團,也就是相對來說恆星比較密集的一片區域,而且它們是源於同一片巨大的分子雲,星團大致可以分為兩種類型,一種是較為松散的疏散星團,另一種是較為密集的球狀星團,它們遍布了整個銀河系。

  疏散星團一般由最多幾千顆恆星組成,由於恆星數量比較少,密度很低,它們之間僅僅靠著微弱的引力吸引著,如果周圍遇到其它氣體雲或者引力擾動,很容易就被瓦解。所以大部分疏散星團的壽命都很短,一般只有幾億年,加上來自星團的輻射壓,會慢慢地把周圍的分子雲吹散,因此疏散星團有了“恆星的搖籃”的名稱。

  疏散星團在銀河系中不是很多,目前發現的只有一千多個,比較出名的像蜂巢星團、畢宿星團、昂宿星團等等。目前認為疏散星團是研究恆星演化的關鍵天體之一,首先,大部分恆星最初都來源於疏散星團;其次,因為同處於一個“搖籃”,這裡的恆星無論是年齡還是化學成分都差不多。這些恆星就像剛出生的多胞胎一樣,相互之間除了質量,其它參數幾乎一模一樣,因此給研究帶來了方便。

  球狀星團,它內部的恆星通常由幾十萬甚至上百萬顆,尤其是中心區域,密度非常高,恆星和恆星之間通常距離很近。除了恆星數量上的區別外,球狀星團還有很多和疏散星團不同的地方。球狀星團的形狀很規則,一般是比較完整的扁球形,而疏散星團的形狀就不是很規則,畢竟相互之間的引力比較弱,容易形變。

  疏散星團和球狀星團除了形狀區別外,它們出現在銀河系中的位置也不同,疏散星團一般只出現在銀河系的銀河平面附近,而球狀星團則不光會出現在盤面附近,包括盤面的上下各個地方都會存在。相比於疏散星團,球狀星團整體的數量要稀少得多,目前在銀河系內隻發現了100多個,即使是河外星系的“仙女座星系”,它的內部也只有幾百個球狀星團。

  目前對宇宙探索研究中,能確定的是在已觀察到的這些球狀星團裡,還沒有發現新形成的活躍恆星,也就是說,這裡面的恆星往往都是些老年恆星。如果說疏散星團是恆星的“幼兒園”,那麽球狀星團就是恆星的“養老院”。
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