蓝色超巨星为何会改变亮度,星震如何揭示巨星的脉搏?

2020-10-16   天天科技说

原标题:蓝色超巨星为何会改变亮度,星震如何揭示巨星的脉搏?

在TESS(过境太空探测卫星)和开普勒太空望远镜的任务开始之前,因为客观条件和观测物体本身的局限性,科学家们很难看到蓝色超巨星这样的存在。因为它们不仅本身就很短暂,并且在仅存续的这几百万年时间里,一旦燃料耗尽就会发生爆炸,然后形成超新星,它们也因此成为了宇宙中罕见的存在类型。

蓝色超巨星为何会改变亮度

科学家们通过一项新的研究表明,蓝色超巨星这种罕见又质量超大的恒星,会因为其表面的波浪破坏而改变亮度。这样的行为是研究人员在模型中预测的,虽然没有人直接观察到它。这种恒星类型是非常罕见的,这项研究也符合之前的预测,我们表面所看到的波浪,正是来自恒星内部。研究人员还表示,这也是星震学的一次飞跃,更是研究星震或恒星内部混响的研究领域。

星震和地球地震有何不同

科学家们研究星震的过程,就像地质学家们通过震波研究内部结构一样,天体物理学家则可以通过X射线,来研究那些遥远的中子星结构,这样的爆炸就像是大锤敲击了中子星,然后中子星像钟一样产生了回响。中子星的地质构造,包括一个超流体内核和一个坚硬的外壳,虽然具体的结构研究人员们目前尚不清楚。比如,在核里面是否包括被称为奇异夸克的外来粒子?星震则给我们提供了了解的机会。

中子星在重力的吸引下,会在其表面形成10到100米厚的堆积层。这个堆积层的主要构成则是氦,在压力和温度的作用力,这个堆积层发生了核聚变。因为氦聚变形成了碳或者其他重物质,然后释放出了强烈的X射线和大量能量。这种爆炸,在中子星上通常每天都会发生几次,虽然每次可能只是持续了几秒钟的时间。当巨大星球的核燃料燃烧耗尽之后,它发生了坍塌,而后在自身重力的影响下,一个密度很高的中子星或一个密度更高的黑洞就这样形成了。

通过波浪解答恒星的信息

科学家们可以根据这些信息,开始了解恒星的移动和旋转是如何进行的,甚至包括其内部深处所发生的物理和化学,以及恒星核心。当然,我们现在所预测到的这些波浪模式,直到现在,它都还只是在模拟可能发生的那些事。如果,可以看到它并证明它,那么,这对于我们地球上的每一个人而言,都是一个令人难以置信的时刻呢。

星震如何揭示巨星的脉搏

通过开普勒望远镜的观测,科学家们测量了它们的恒星,捕捉到了红色巨星的脉动,恒星颤动的深度可以直达恒星的核心。这帮助科学家们将巨大不同类型的红巨星区分开来,解决了之前它们看起来几乎完全相同的难题,这对揭示太阳的未来和银河系历史都有很大的帮助。原则上,当红巨人老化之后,它们应该开始在核心中燃烧氦气,但这样的变化很大程度上是无法从外部看到的。

当蓝色超巨星发生爆炸之后

正如美国宇航局发布的插图那样,蓝色超巨星是巨大的,甚至长得比太阳大1000倍,科学家们发现,当一颗蓝色超巨星在超新星中爆炸时,它可以产生像夸克-胶子等离子体这样的奇异物质。当宇宙之中最大的恒星死亡,则可能形成奇异的物质状态,在宇宙大爆炸后的几分之一秒内,它们可能并不会出现。但这些事件却可能产生足够的能量,然后制造出一场破坏力极强的爆炸。

通过之前的科研表明,当恒星的核心发生内爆的时候,那团被称为中微子的幽灵粒子所带来的大部分能量,这次也会崩塌向外。恒星核心周围的物质壳会和这些中微子发生相互作用,然后加热并从超新星爆炸性地向外驱动它。但蓝色超巨星如何变成超新星目前尚无法解释,质量达到太阳50倍甚至更多的它,因为可以形成由质子和中子分解产生的奇异物质状态,所以研究人员认为,蓝色超巨星也可以作为超新星爆炸。从大爆炸后的瞬间,宇宙中通常看不到所产生的粒子汤。

不断前行的望远镜设计和探索

宇宙纵然还有太多的神秘莫测,但我们人类愿意用自己的有限的生命去探索一二。这样的发现得益于2018年结束的开普勒太空望远镜任务,以及于2018年开始运行的过境太空探测卫星任务,它们都对行星进行了天空测量的改进。

之所以会对这些望远镜的设计进行进一步的调整和改进,自然是为了让它们可以做到长时间的凝视天空区域,以便让观察它们的天文学家,可以清晰的看到每颗恒星的亮度是如何随着时间而发生变化的。这样宇宙中罕见的类型,正等着我们去一层层的揭开其神秘面纱。